WO1999033104A1 - Semiconductor memory, method for producing said semiconductor memory, and implantation mask - Google Patents

Semiconductor memory, method for producing said semiconductor memory, and implantation mask Download PDF

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WO1999033104A1
WO1999033104A1 PCT/DE1998/002853 DE9802853W WO9933104A1 WO 1999033104 A1 WO1999033104 A1 WO 1999033104A1 DE 9802853 W DE9802853 W DE 9802853W WO 9933104 A1 WO9933104 A1 WO 9933104A1
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implantation
doped
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transistor
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Albrecht Kieslich
Elke Eckstein
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Siemens Aktiengesellschaft
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B99/00Subject matter not provided for in other groups of this subclass
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10BELECTRONIC MEMORY DEVICES
    • H10B12/00Dynamic random access memory [DRAM] devices
    • H10B12/01Manufacture or treatment
    • H10B12/02Manufacture or treatment for one transistor one-capacitor [1T-1C] memory cells
    • H10B12/05Making the transistor

Definitions

  • the invention relates to a semiconductor memory in a semiconductor substrate with memory cells, each comprising a capacitor and a MOS selection transistor and in which the capacitor is designed as a trench capacitor, and a manufacturing method.
  • the storage electrode is arranged in a trench in the semiconductor substrate, the common counter electrode is formed in a suitable manner by the semiconductor substrate.
  • the trench wall is lined with a capacitor dielectric, and there may be a thickened oxide collar near the substrate surface.
  • the associated selection transistor is arranged adjacent to the capacitor.
  • a first doped region of the selection transistor must be connected in a suitable manner to the storage electrode; This can be done, among other things, by a direct side wall contact, a so-called surface strap or a buried strap.
  • the second doped region of the selection transistor is connected to a bit line.
  • the doped regions have the opposite conductivity to the substrate in which they are arranged.
  • a p-channel selection transistor in an n-doped substrate is assumed below; the n-doped substrate can also be an epitaxial layer on a p-doped silicon substrate, for example.
  • all versions can be transferred to a p-type substrate with an n-channel transistor.
  • the storage electrode is formed by a region of the substrate and the cell plate by a polysilicon structure arranged in the trench. It is also possible to accommodate both electrodes in the trench.
  • the lowest possible contact and sheet resistance of the doped regions of transistors in the substrate is important. This is achieved by covering the doped area with a silicide. For example, an approximately 25 ⁇ m thick TiSi layer is applied to the exposed silicon areas - the S / D areas of transistors in the cell field and in the periphery - in a complex and cost-intensive process. The contact and sheet resistance of the p- and n-diffusion areas are then determined by the conductivity of the suicide, the doping of the silicon plays a subordinate role.
  • Channel transistors are equally implanted in the cell field and in the periphery using a mask (so-called p + mask, which covers n diffusion areas), common parameters of this boron implantation are a dose of approximately 10 15 cm ⁇ 2 and an energy of 10keV .
  • This implantation - and also an analog implantation of the n-channel transistors in the periphery - generally takes place after the trench capacitor and the gate have been completed.
  • a higher implantation ie higher dose leads to greater damage to the substrate in the form of lattice defects. It is formed
  • Dislocation loops or similar crystal defects This cannot be tolerated, in particular in the cell field in the vicinity of the first doped region and the trench, since the reliability of the memory, for example, due to an increased leakage current, which leads to a degradation of the retention time
  • the object of the present invention is therefore to provide a memory cell of this type which is easier to manufacture and which has the same or improved electrical reliability, and a simplified manufacturing method.
  • Claim 17 is a particularly suitable auxiliary means specified to solve the task.
  • the invention is based on avoiding a silicide and at the same time only heavily doping the S / D regions in the vicinity of which damage to the substrate is not critical.
  • S / D regions with a sufficiently low resistance are generated in the periphery and for the connection of the bit line in the cell field, but the damage-sensitive region in the cell field around the trench and a subsequent region of the first doped region of the selection transistor are less heavily doped, so that crystal defects are largely avoided here, or can be cured even with a low temperature budget.
  • a higher temperature budget is also available for further process management, so that lattice defects can be cured better.
  • the stronger doping of the second doped region and the peripheral transistors is achieved by first performing a first implantation of all p regions and then a further implantation with an additional mask, which covers damage-sensitive areas - in particular the vicinity of the trench - and the second doped Leaves area open.
  • the second doped region and the S / D regions of the peripheral transistors of the same conduction type are thus implanted more than the first doped region.
  • the parameters of the first and the further implantation are selected such that lattice disturbances in the damage-sensitive area are minimized on the one hand and contact and layer resistances in the other areas are minimized on the other hand.
  • the n-channel peripheral transistors are doped sufficiently high with a mask covering all p regions, so that a silicide assignment is not necessary.
  • the second endowed area and the S / D areas of the peripheral Ri transistors of the same conductivity type have a second dopant concentration which is in the range 10 20 to 10 21 cm “3 (surface concentration after electrical activation).
  • the first dopant concentration in the first doped region can be approximately 10 18 -10 20 cm “ 3 (preferably 10 18 cm "3 ).
  • the selection transistor is designed as an LDD transistor. Then the first doped region can only be doped with the LDD implantation as the first implantation, while using the additional mask the second doped region and the p-channel peripheral transistors are subjected to a further implantation. It is also possible, after the first implantation (for example LDD implantation), to implant the p-doped areas first using a known method (covering the n-diffusion areas), but with a lower dose, and then using the additional mask to implant the second ( third) implantation, so that only the second region and the p-channel peripheral transistors are doped.
  • the first implantation for example LDD implantation
  • the additional mask covers at least the n-diffusion areas and the vicinity of the trench with the adjoining part of the first doped area and preferably — already because the resolution limit has been reached — the entire first doped area.
  • the additional mask can be used as a replacement mask for the previous p + mask or as an additional mask, depending on the boundary conditions. In the latter case, the preceding implantation or implantations are carried out in such a way that a lower dopant concentration and less damage in the substrate is achieved.
  • the additional mask leaves the p-channel transistors open in the periphery, their properties can be optimized without restrictions by the cell area. Areas not critical to damage (periphery, bit line contacts) can be doped significantly higher. p-contact and layer resistances can be optimized separately from the induction of critical crystal damage.
  • the reduction in the S / D implantation on the cell node also reduces the under-diffusion of the S / D implantation under the gate polysilicon of the active word line.
  • This underdiffusion causes a further leak mechanism, which is referred to as "gate induced drain leakage" (GIDL) and is usually reduced by a thick spacer on the word line and a birds beak that is as pronounced as possible (oxidation of the gate oxide on the edge of the word line).
  • GIDL gate induced drain leakage
  • the invention leads to the further advantage that this leak mechanism is greatly reduced by the smaller implantation of the first doped region, since the position of the p / n junction below the gate can be set independently of the transistor performance of the peripheral transistors For example, it is possible to use a thinner spacer at the gate, which simplifies the further process steps (for example, generating the surface strap).
  • Dispensing with the usual silicide layer is made possible by the higher doping of the p-regions mentioned, which is in the range from 10 20 to 10 21 cm "3.
  • a boron implantation in the periphery with a dose of, for example, 2 x 10 15 cm -2 be performed.
  • the dose of the first implantation is of the order of 10 14 cm "2.
  • a higher temperature budget is achieved so that, for example, defects can be healed better and a void-free BPSG than one due to a higher flow temperature (e.g. 1000 C) Insulation layer can be produced on the traistors.
  • the invention can be used analogously when the n and p conductivity are interchanged, that is to say in the case of a memory cell with an n-channel selection transistor. E.g. the further implantation then takes place with the additional mask in the second doped region of the n-channel selection transistor and in the n-channel peripheral transistors.
  • 1 - 3 a top view (a) or a cross section (b and
  • FIG la, b In an n-doped semiconductor substrate 1 (with a p-doped substrate part 1 'in the periphery), a trench 2 is produced according to the known method, which trench insulated ten walls and accommodates a storage electrode 3 made of p-doped polysilicon.
  • the active region of the selection transistor is arranged adjacent to the trench; non-active regions of the substrate surface are provided with an insulation region 4 (for example shallow trench isolation).
  • the trench 2 lying behind the cutting line is shown in dashed lines.
  • the substrate may be heavily doped near the trench or trench bottom to form a functional cell plate.
  • an implantation with boron is carried out, in particular the usual boron implantation for producing LDD regions.
  • the dose is of the order of 10 12 to 10 14 cm “2 , the energy is approximately 8 to 20 keV.
  • This implantation can be carried out using a mask which covers the n diffusion areas (shown on the right in FIG. 1b).
  • a maskless implantation can also be carried out, in particular if the dose is at most 10 13 cm "2 ; in the n diffusion areas, the boron implantation is later compensated for by a higher n implantation.
  • a first doped region 6 and a second doped region 7 are produced in the cell field, corresponding doped regions P6, P7 of a p-channel transistor are produced in the periphery.
  • the dopant concentration of the p regions is approximately 10 18 cm "3
  • n diffusion regions N6, N7 are generated in the p-doped substrate part 1 '. Spacers are produced on the side walls of the gate, so that the gate 5 is completely encapsulated with insulation 8, 8 '.
  • a second p-implantation can now be carried out using the known p + mask - that is, covering the n-diffusion areas - although the dose is lower than in previous methods.
  • ren is selected (the p + mask corresponds to the mask shown in Fig. lb). It is thereby achieved that the dopant concentration is increased in particular in the first doped region 6, but no significant lattice disturbances occur yet.
  • an additional mask Z for example a resist mask, is applied by a known method, covering at least the n-diffusion areas N6, N7 and the damage-sensitive areas of the memory cell, i.e. the trench and the adjoining part of the first doped area and the directly adjacent area of the Covers substrate.
  • the second doped area and the p-areas in the periphery are not covered.
  • the additional mask Z covers a larger area and extends approximately to the middle of the word line.
  • the additional mask Z can consist, for example, of strips, the trench capacitors and the associated first doped regions being located below the strips, and the second doped regions being arranged in the gaps between the strips.
  • a p-implantation is now carried out with the mask Z (dose about 2 ⁇ 10 15 to 10 16 cm “2 , energy 10 keV), the S / D regions P6, P7 of the p-channel transistors in the This further implantation is preferably adjusted so that after the boron diffusion the pn junction is at a comparable depth to the known process control, the transistor parameters (punch behavior, saturation currents, threshold voltage, etc.) remain unchanged.
  • the usually subsequent silicide complex titanium
  • the additional mask is removed and the memory cell is finished using known methods.
  • the reduced implantation dose in the first doped area does not impair the electrical function, since the charge transport within the storage cell is ensured by the highly doped surface strap.
  • the second doped region 7 is connected to a bit line 10. This takes place, for example, via a W contact pillar, the bit line being able to consist of an Al alloy.
  • the p-channel transistor in the periphery is connected to interconnects P1, P12. The same applies to the n-channel transistor (Nil traces, N12).
  • FIG. 4 A top view of the cell array is shown, the bit line contacts (second doped region 7) being arranged in rows along a first direction. The remaining areas of the memory cells, in particular the trench capacitor and the first doped area of the selection transistor, are located between these rows.
  • the additional mask Z in the cell field consists of strips which run essentially in the first direction and leave the bit line contacts 7 and an adjacent part of the insulation 8, 8 'surrounding the gate.

Abstract

According to the invention, the transistors of a semiconductor memory are connected to terminals in the cell field and on the periphery without using silicide. In order to obtain a sufficiently low resistance, an implantation into the S/D areas is carried out using an additional mask (Z). Said mask covers areas of the cells which are sensitive to damage in the area surrounding the cell node whilst leaving the other doped areas of the respective conductivity type free. In order to prevent implantation-related lattice distortions in the area of the memory electrode, the first doped area (6) of the designated selection transistor, which is connected to the electrode, is more weakly doped than the second doped area (7) of the selection transistor which is connected to the bit line.

Description

Beschreibungdescription
Halbleiterspeicher , Herstellverfahren für den Halbleiterspeicher und ImplantationsmaskeSemiconductor memory, manufacturing process for the semiconductor memory and implantation mask
Die Erfindung betrifft einen Halbleiterspeicher in einem Halbleitersubstrat mit Speicherzellen, die jeweils einen Kondensator und einen MOS-Auswahltransistor umfassen und bei der der Kondensator als Grabenkondensator ausgebildet ist, sowie ein Herstellverfahren.The invention relates to a semiconductor memory in a semiconductor substrate with memory cells, each comprising a capacitor and a MOS selection transistor and in which the capacitor is designed as a trench capacitor, and a manufacturing method.
Dieses Speicherkonzept für D.RAM-Speieher ist weitverbreitet und beispielsweise in EP-A 399 060, EP-A 543 158 oder in US- PS 5,360,758 beschrieben. Die Speicherelektrode ist in einem Graben im Halbleitersubstrat angeordnet, die gemeinsame Gegenelektrode wird in geeigneter Weise vom Halbleitersubstrat gebildet. Die Grabenwand ist mit einem Kondensator- Dielektrikum ausgekleidet, eventuell befindet sich in der Nähe der Substratoberfläche ein verdickter Oxidkragen. Benach- bart zum Kondensator ist der zugehörige Auswahltransistor angeordnet. Ein erstes dotiertes Gebiet des Auswahltransistors muß in geeigneter Weise mit der Speicherelektrode verbunden sein; dies kann unter anderem durch einen direkten Seiten- wandkontakt, einen sogenannten Surface Strap oder einen Bu- ried Strap erfolgen. Das zweite dotierte Gebiet des Auswahltransistors ist mit einer Bitleitung verbunden. Die dotierten Gebiete besitzen die entgegengesetzte Leitfähigkeit zu dem Substrat, in dem sie angeordnet sind. Der Einfachheit halber wird im folgenden von einem p-Kanal-Auswahltransistor in ei- nem n-dotierten Substrat ausgegangen; dabei kann das n- dotierte Substrat auch eine epitaktische Schicht auf einem beispielsweise p-dotierten Silizium-Substrat sein. Selbstverständlich lassen sich alle Ausführungen auf ein p-Substrat mit einem n-Kanal-Transistor übertragen. Bei einer anderen Ausführungsform dieses Speicherkonzeptes wird die Speicherelektrode von einem Bereich des Substrats und die Zellplatte von einer im Graben angeordneten Polysili- ziumstruktur gebildet. Ferner ist es möglich, beide Elektroden im Graben unterzubringen.This storage concept for D.RAM memory devices is widespread and is described, for example, in EP-A 399 060, EP-A 543 158 or in US Pat. No. 5,360,758. The storage electrode is arranged in a trench in the semiconductor substrate, the common counter electrode is formed in a suitable manner by the semiconductor substrate. The trench wall is lined with a capacitor dielectric, and there may be a thickened oxide collar near the substrate surface. The associated selection transistor is arranged adjacent to the capacitor. A first doped region of the selection transistor must be connected in a suitable manner to the storage electrode; This can be done, among other things, by a direct side wall contact, a so-called surface strap or a buried strap. The second doped region of the selection transistor is connected to a bit line. The doped regions have the opposite conductivity to the substrate in which they are arranged. For the sake of simplicity, a p-channel selection transistor in an n-doped substrate is assumed below; the n-doped substrate can also be an epitaxial layer on a p-doped silicon substrate, for example. Of course, all versions can be transferred to a p-type substrate with an n-channel transistor. In another embodiment of this storage concept, the storage electrode is formed by a region of the substrate and the cell plate by a polysilicon structure arranged in the trench. It is also possible to accommodate both electrodes in the trench.
Bei einer derartigen Anordnung ist ein möglichst geringer Kontakt- und Schichtwiderstand der dotierten Gebiete von Transistoren im Substrat wichtig. Dies wird durch eine Belegung des dotierten Gebietes mit einem Silizid erreicht. Es wird bspw. eine etwa 25 um dicke TiSi-Schicht auf den freiliegenden Siliziumgebieten - den S/D-Gebieten von Transistoren im Zellenfeld und in der Peripherie - in einem aufwendi- gen und kostenintensiven Verfahren aufgebracht. Kontakt- und Schichtwiderstand der p- und n-Diffusionsgebiete sind dann durch die Leitfähigkeit des Suizids bestimmt, die Dotierung des Siliziums spielt eine untergeordnete Rolle.With such an arrangement, the lowest possible contact and sheet resistance of the doped regions of transistors in the substrate is important. This is achieved by covering the doped area with a silicide. For example, an approximately 25 μm thick TiSi layer is applied to the exposed silicon areas - the S / D areas of transistors in the cell field and in the periphery - in a complex and cost-intensive process. The contact and sheet resistance of the p- and n-diffusion areas are then determined by the conductivity of the suicide, the doping of the silicon plays a subordinate role.
Nach der Bildung des TiSi ist das Temperaturbudget für die weitere Prozessierung stark eingeschränkt. Bereits bei einer Temperatur von etwa 800°C, wie sie im weiteren Herstellverfahren notwendig ist, werden spezifische Probleme wie Kontak- tierungsprobleme, Titan-Spiking, „Worm Holes" beobachtet. Diese führen zu Ausbeuteeinbußen und geringerer Zuverlässigkeit. Aufgrund des eingeschränkten Temperaturbudgets ist ferner eine ausreichende Oberflächenaktivierung von Dotierstoffen, das Ausheilen von Implantationsschäden sowie die Herstellung einer dichten (voidfreien) BPSG-Isolierschicht kaum möglich. Ein weiterer Nachteil bei Einsatz von TiSi ist, daß organische Reinigungen wie bspw. Piranha (H2S0 / 03 -Lösung) nach der Kontaktlochätzung aufgrund der Reaktivität mit TiSi nicht eingesetzt werden können.After the formation of the TiSi, the temperature budget for further processing is severely limited. Specific problems such as contact problems, titanium spiking, "worm holes" are observed at a temperature of around 800 ° C., as is necessary in the further production process. These lead to loss of yield and lower reliability. Due to the limited temperature budget, there is also a problem A sufficient surface activation of dopants, the healing of implantation damage and the production of a dense (void-free) BPSG insulating layer is hardly possible. Another disadvantage when using TiSi is that organic cleaning agents such as Piranha (H 2 S0 / 0 3 solution) cannot be used after contact hole etching due to the reactivity with TiSi.
Wird zur Vermeidung dieser Nachteile die Silizidschicht weg- gelassen, erhält man aufgrund der stark erhöhten Widerstände keine funktionsfähige Schaltung. Eine Reduzierung der Widerstände bei einer silizidfreien Anordnung kann auch nicht einfach durch Erhöhung der S/D-Implantationen erreicht werden. Nach dem Stand der Technik werden die S/D-Gebiete der p-If the silicide layer is removed to avoid these disadvantages left, you get no functional circuit due to the greatly increased resistances. A reduction in the resistances in a silicide-free arrangement cannot be achieved simply by increasing the S / D implantations. According to the prior art, the S / D areas of the p-
Kanal-Transistoren im Zellenfeld und in der Peripherie unter Verwendung einer Maske (sogenannte p+-Maske, die n- Diffusionsgebiete abdeckt) gleichermaßen implantiert, übliche Parameter dieser Bor-Implantation sind eine Dosis von etwa 1015cm~2 und eine Energie von lOkeV. Diese Implantation - und ebenso eine analoge Implantation der n-Kanal-Transistoren in der Peripherie - erfolgt im allgemeinen nach Fertigstellung des Grabenkondensators und des Gates. Eine höhere Implantation (d.h. höhere Dosis) führt zu einer stärkeren Schädigung des Substrats in Form von Gitterstörungen. Es bilden sichChannel transistors are equally implanted in the cell field and in the periphery using a mask (so-called p + mask, which covers n diffusion areas), common parameters of this boron implantation are a dose of approximately 10 15 cm ~ 2 and an energy of 10keV . This implantation - and also an analog implantation of the n-channel transistors in the periphery - generally takes place after the trench capacitor and the gate have been completed. A higher implantation (ie higher dose) leads to greater damage to the substrate in the form of lattice defects. It is formed
Versetzungsschleifen oder ähnliche Kristallfehler aus. Dies kann insbesondere im Zellenfeld in der Umgebung des ersten dotierten Gebietes und des Grabens nicht toleriert werden, da die Zuverlässigkeit des Speichers bspw. durch einen erhöhten Leckstrom , der zu einer Degradation der Retention timeDislocation loops or similar crystal defects. This cannot be tolerated, in particular in the cell field in the vicinity of the first doped region and the trench, since the reliability of the memory, for example, due to an increased leakage current, which leads to a degradation of the retention time
(Haltezeit, d.h. mittlere Zeit bis zum Verlust der Information) führt, verringert wird. Wird dagegen Titansilizid eingesetzt, verringert das TiSi aufgrund der geringeren Dichte gegenüber Silizium die Bildung von implantationsinduzierten Versetzungsschleifen. Ein silizidfreier Prozeß mit erhöhten(Holding time, i.e. mean time until the information is lost) is reduced. If, on the other hand, titanium silicide is used, the TiSi reduces the formation of implantation-induced dislocation loops due to the lower density compared to silicon. A silicide-free process with elevated
S/D-Implantationen liefert daher keine funktionsfähige Schaltung.S / D implantations therefore do not provide a functional circuit.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Angabe einer einfacher herstellbaren derartigen Speicherzelle mit gleicher oder verbesserter elektrischer Zuverlässigkeit , sowie eines vereinfachten Herstellverfahrens .The object of the present invention is therefore to provide a memory cell of this type which is easier to manufacture and which has the same or improved electrical reliability, and a simplified manufacturing method.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der .Ansprüche 1 und 8 gelöst. In Anspruch 17 ist ein besonders geeignetes Hilfsmit- tel zur Lösung der Aufgabe angegeben.This object is achieved by the features of claims 1 and 8. Claim 17 is a particularly suitable auxiliary means specified to solve the task.
Die Erfindung beruht darauf, ein Silizid zu vermeiden und gleichzeitig lediglich die S/D-Gebiete stärker zu dotieren, in deren Umgebung eine Schädigung des Substrats unkritisch ist. Dadurch werden insbesondere in der Peripherie und für den Anschluß der Bitleitung im Zellenfeld S/D-Gebiete mit ausreichend niedrigem Widerstand erzeugt, der schädigungsempfindliche Bereich im Zellenfeld um den Graben und ein an- schließender Bereich des ersten dotierten Gebietes des Auswahltransistors werden jedoch schwächer dotiert, so daß hier Kristallfehler weitgehend vermieden werden, bzw. auch bei niedrigem Temperaturbudget ausgeheilt werden können. Durch den Verzicht auf Silizid steht außerdem für die weitere Pro- zeßführung ein höheres Temperaturbudget zur Verfügung, so daß Gitterstörungen besser ausgeheilt werden können.The invention is based on avoiding a silicide and at the same time only heavily doping the S / D regions in the vicinity of which damage to the substrate is not critical. As a result, S / D regions with a sufficiently low resistance are generated in the periphery and for the connection of the bit line in the cell field, but the damage-sensitive region in the cell field around the trench and a subsequent region of the first doped region of the selection transistor are less heavily doped, so that crystal defects are largely avoided here, or can be cured even with a low temperature budget. By dispensing with silicide, a higher temperature budget is also available for further process management, so that lattice defects can be cured better.
Die stärkere Dotierung des zweiten dotierten Gebietes und der Peripherietransistoren wird dadurch erreicht, daß zunächst eine erste Implantation aller p-Gebiete und dann eine weitere Implantation mit einer Zusatzmaske durchgeführt wird, die schädigungsempfindliche Bereiche - also insbesondere die Umgebung des Grabens - abdeckt und das zweite dotierte Gebiet offen läßt. Das zweite dotierte Gebiet und die S/D-Gebiete der Peripherietransistoren desselben Leitungstyps erfahren also eine Implantation mehr als das erste dotierte Gebiet. Die Parameter der ersten und der weiteren Implantation werden so gewählt, daß einerseits Gitterstörungen im schädigungsempfindlichen Bereich minimiert werden und andererseits Kontakt- und Schichtwiderstände in den übrigen Bereichen minimiert werden. Die n-Kanal-Peripherietransistoren werden mit einer alle p-Gebiete abdeckenden Maske ausreichend hoch dotiert, so daß eine Silizidbelegung nicht notwendig ist.The stronger doping of the second doped region and the peripheral transistors is achieved by first performing a first implantation of all p regions and then a further implantation with an additional mask, which covers damage-sensitive areas - in particular the vicinity of the trench - and the second doped Leaves area open. The second doped region and the S / D regions of the peripheral transistors of the same conduction type are thus implanted more than the first doped region. The parameters of the first and the further implantation are selected such that lattice disturbances in the damage-sensitive area are minimized on the one hand and contact and layer resistances in the other areas are minimized on the other hand. The n-channel peripheral transistors are doped sufficiently high with a mask covering all p regions, so that a silicide assignment is not necessary.
Das zweite dotierte Gebiet und die S/D-Gebiete der Periphe- rietransistoren desselben Leitungstyps weisen ein zweite Dotierstoffkonzentration auf, die im Bereich 1020 bis 1021 cm"3 (Oberflächenkonzentration nach elektrischer Aktivierung) liegt. Die erste Dotierstoffkonzentration im ersten dotierten Gebiet kann etwa 1018 -1020 cm"3 betragen (bevorzugt 1018 cm"3) .The second endowed area and the S / D areas of the peripheral Ri transistors of the same conductivity type have a second dopant concentration which is in the range 10 20 to 10 21 cm "3 (surface concentration after electrical activation). The first dopant concentration in the first doped region can be approximately 10 18 -10 20 cm " 3 (preferably 10 18 cm "3 ).
Weitere Einzelheiten zur Implantation sind in der Anmeldung „Halbleiterspeicher und Implantationsmaske" desselben Anmelders und mit selbem Anmeldetag ( Erfinder: A. Kieslich, E. Eckstein, D. Savignac) , auf deren Inhalt hier verwiesen wird, beschrieben.Further details on implantation are described in the application “semiconductor memory and implantation mask” by the same applicant and with the same application date (inventor: A. Kieslich, E. Eckstein, D. Savignac), the content of which is referred to here.
In einer Ausführungsform wird der Auswahltransistor als LDD- Transistor ausgebildet. Dann kann das erste dotierte Gebiet lediglich mit der LDD-Implantation als erste Implantation dotiert werden, während unter Verwendung der Zusatzmaske das zweite dotierte Gebiet und die p-Kanal-Peripherietransistoren einer weiteren Implantation unterworfen werden. Es ist auch möglich, nach der ersten Implantation (beispielsweise LDD- Implantation) die p-dotierten Gebiete zunächst nach bekanntem Verfahren (Abdeckung der n-Diffusionsgebiete) , aber mit geringerer Dosis ein zweites Mal zu implantieren und dann unter Einsatz der Zusatzmaske die weitere (dritte) Implantation durchzuführen, so daß lediglich das zweite Gebiet und die p- Kanal-Peripherietransistoren dabei dotiert werden.In one embodiment, the selection transistor is designed as an LDD transistor. Then the first doped region can only be doped with the LDD implantation as the first implantation, while using the additional mask the second doped region and the p-channel peripheral transistors are subjected to a further implantation. It is also possible, after the first implantation (for example LDD implantation), to implant the p-doped areas first using a known method (covering the n-diffusion areas), but with a lower dose, and then using the additional mask to implant the second ( third) implantation, so that only the second region and the p-channel peripheral transistors are doped.
Die Zusatzmaske deckt zumindest die n- Diffusionsgebiete und die Umgebung des Grabens mit dem angrenzenden Teil des ersten dotierten Gebietes und vorzugsweise - schon wegen Erreichen der Auflösungsgrenze - das gesamte erste dotierte Gebiet ab. Die Zusatzmaske kann, wie oben erläutert, je nach Randbedingungen als Ersatzmaske für die bisherige p+-Maske eingesetzt werden oder als eine zusätzliche Maske. Im letzteren Fall werden die vorangehende Implantation oder Implantationen so ausgeführt, daß eine gegenüber den bekannten Verfahren ge- ringere Dotierstoffkonzentration und geringere Schädigung im Substrat erreicht wird.The additional mask covers at least the n-diffusion areas and the vicinity of the trench with the adjoining part of the first doped area and preferably — already because the resolution limit has been reached — the entire first doped area. As explained above, the additional mask can be used as a replacement mask for the previous p + mask or as an additional mask, depending on the boundary conditions. In the latter case, the preceding implantation or implantations are carried out in such a way that a lower dopant concentration and less damage in the substrate is achieved.
Da die Zusatzmaske die p-Kanal-Transistoren in der Peripherie offenläßt, können ihre Eigenschaften ohne Einschränkungen durch den Zellbereich optimiert werden. Schädigungsunkritische Bereiche (Peripherie, Bitleitungskontakte) können deutlich höher dotiert werden. p-Kontakt- und - Schichtwiderstände können von der Induktion kritischer Kri- stallschäden getrennt optimiert werden.Since the additional mask leaves the p-channel transistors open in the periphery, their properties can be optimized without restrictions by the cell area. Areas not critical to damage (periphery, bit line contacts) can be doped significantly higher. p-contact and layer resistances can be optimized separately from the induction of critical crystal damage.
Die Reduzierung der zellknotenseitigen S/D-Implantation verringert ferner die Unterstreuung (Unterdiffusion) der S/D-Implantation unter das Gate-Polysilizium der aktiven Wortlei- tung. Diese Unterdiffusion bewirkt einen weiteren Leckmechanismus, der als „Gate Induced Drain Leakage" (GIDL) bezeichnet wird und üblicherweise durch einen dicken Spacer an der Wortleitung und einen möglichst ausgeprägten birds beak (Aufoxidation des Gateoxids an der Kante der Wortleitung) verringert wird. Die Erfindung führt zu dem weiteren Vorteil, daß dieser Leckmechanismus durch die geringere Implantation des ersten dotierten Gebietes stark verringert wird, da sich die Position des p/n-Übergangs unterhalb des Gates unabhängig von der Transistor-Performance der Peripherie-Transistoren einstellen läßt. Dadurch ist es z.B. möglich, einen dünneren Spacer am Gate einzusetzen, wodurch die weiteren Prozeßschritte (bspw. Erzeugung des Surface-Straps) erleichtert wird.The reduction in the S / D implantation on the cell node also reduces the under-diffusion of the S / D implantation under the gate polysilicon of the active word line. This underdiffusion causes a further leak mechanism, which is referred to as "gate induced drain leakage" (GIDL) and is usually reduced by a thick spacer on the word line and a birds beak that is as pronounced as possible (oxidation of the gate oxide on the edge of the word line). The invention leads to the further advantage that this leak mechanism is greatly reduced by the smaller implantation of the first doped region, since the position of the p / n junction below the gate can be set independently of the transistor performance of the peripheral transistors For example, it is possible to use a thinner spacer at the gate, which simplifies the further process steps (for example, generating the surface strap).
Der Verzicht auf die übliche Silizidschicht (meist TiSi) wird ermöglicht durch die höhere Dotierung der genannten p- Gebiete, die im Bereich von 1020 bis 1021 cm"3 liegt. Mit Hilfe der Zusatzmaske, die die Implantation von Bor in den vorgegebenen Bereichen verhindert, kann eine Bor-Implantation in der Peripherie mit einer Dosis von beispielsweise 2 x 1015 cm-2 durchgeführt werden. Die Dosis der ersten Implantation liegt in der Größenordnung von 1014 cm"2 .Neben einer Prozeßvereinfachung wird ein höheres Temperaturbudget erreicht, so daß bspw. Defekte besser ausgeheilt werden können und durch eine höhere Verfließtemperatur (bspw. 1000 C) ein voidfreies BPSG als eine Isolierschicht auf den Traansistoren hergestellt werden kann.Dispensing with the usual silicide layer (usually TiSi) is made possible by the higher doping of the p-regions mentioned, which is in the range from 10 20 to 10 21 cm "3. With the help of the additional mask, the implantation of boron in the specified areas prevented, a boron implantation in the periphery with a dose of, for example, 2 x 10 15 cm -2 be performed. The dose of the first implantation is of the order of 10 14 cm "2. In addition to simplifying the process, a higher temperature budget is achieved so that, for example, defects can be healed better and a void-free BPSG than one due to a higher flow temperature (e.g. 1000 C) Insulation layer can be produced on the traistors.
Die Erfindung ist analog einsetzbar bei Vertauschung von n- und p-Leitfähigkeit, also bei einer Speicherzelle mit einem n-Kanal-Auswahltransistor . Bspw. erfolgt dann die weitere Implantation mit der Zusatzmaske in das zweite dotierte Gebiet des n-Kanal-Auswahltransistors und in die n-Kanal- Peripherietransistoren .The invention can be used analogously when the n and p conductivity are interchanged, that is to say in the case of a memory cell with an n-channel selection transistor. E.g. the further implantation then takes place with the additional mask in the second doped region of the n-channel selection transistor and in the n-channel peripheral transistors.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbei- spiels, das in den Figuren dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigenThe invention is explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment which is illustrated in the figures. Show it
FIG 1 - 3: eine Aufsicht (a) bzw. einen Querschnitt (b und1 - 3: a top view (a) or a cross section (b and
Fig 3) durch ein Halbleitersubstrat, an dem die Herstellung eines Ausführungsbeispiels erläutert wird. Der Schnitt in den Figurenteilen b verläuft durch den Auswahltransistor im Zellenfeld (Zf ) , außerdem sind Tran- sistoren in der Peripherie (Pe) dargestellt.3) through a semiconductor substrate, on which the manufacture of an embodiment is explained. The section in the parts of the figure b runs through the selection transistor in the cell field (Zf), and transistors in the periphery (Pe) are also shown.
FIG 4 : Eine Aufsicht auf ein Halbleitersubstrat mit einer teilweise fertiggestellten D.RAM-Zelle, bei der ein Beispiel für eine Zusatzmaske dargestellt ist.4: A plan view of a semiconductor substrate with a partially finished D.RAM cell, in which an example of an additional mask is shown.
FIG 5 : Einen Vergleich der Ausfallraten von erfindungsgemäßen Speicherzellen (A) und konventionellen Speicherzellen5: A comparison of the failure rates of memory cells (A) according to the invention and conventional memory cells
(B) .(B).
FIG la, b: In einem n-dotierten Halbleitersubstrat 1 (mit einem p-dotierten Substratteil 1' in der Peripherie ) ist nach bekanntem Verfahren ein Graben 2 erzeugt, der isolierte Sei- tenwände aufweist und eine aus p-dotiertem Polysilizium bestehende Speicherelektrode 3 aufnimmt. Benachbart zum Graben ist das aktive Gebiet des Auswahltransistors angeordnet, nichtaktive Bereiche der Substratoberfläche sind mit einem Isolationsgebiet 4 (bspw. eine shallow trench isolation) versehen. Im Figurenteil b ist der hinter der Schnittlinie liegende Graben 2 gestrichelt dargestellt. Das Substrat kann in der Nähe des Grabens oder des Grabenbodens höher dotiert sein, um eine funktionsfähige Zellplatte zu bilden. Nach Bil- den von Wortleitungen 5 im Zellenfeld (Zf) und in der Peripherie (Pe) wird eine Implantation mit Bor durchgeführt, insbesondere die übliche Bor-Implantation zur Erzeugung von LDD- Gebieten. Die Dosis liegt in der Größenordnung von 1012 bis 1014 cm"2, die Energie beträgt etwa 8 bis 20 keV. Diese Im- plantation kann mit einer Maske durchgeführt werden, die die n-Diffusionsgebiete abdeckt (in Fig. lb rechts dargestellt) . Es kann aber auch eine maskenlose Implantation durchgeführt werden, insbesondere wenn die Dosis maximal 1013 cm"2 beträgt; in den n-Diffusionsgebieten wird dann die Borimplantation später durch eine höhere n-Implantation kompensiert. Nach dieser ersten Implantation sind im Zellenfeld ein erstes dotiertes Gebiet 6 und ein zweites dotiertes Gebiet 7 erzeugt, in der Peripherie sind entsprechende dotierte Gebiete P6, P7 eines p-Kanal-Transistors erzeugt. Die Dotierstoffkonzentra- tion der p-Gebiete beträgt etwa 1018 cm"3 FIG la, b: In an n-doped semiconductor substrate 1 (with a p-doped substrate part 1 'in the periphery), a trench 2 is produced according to the known method, which trench insulated ten walls and accommodates a storage electrode 3 made of p-doped polysilicon. The active region of the selection transistor is arranged adjacent to the trench; non-active regions of the substrate surface are provided with an insulation region 4 (for example shallow trench isolation). In part b, the trench 2 lying behind the cutting line is shown in dashed lines. The substrate may be heavily doped near the trench or trench bottom to form a functional cell plate. After word lines 5 have been formed in the cell field (Zf) and in the periphery (Pe), an implantation with boron is carried out, in particular the usual boron implantation for producing LDD regions. The dose is of the order of 10 12 to 10 14 cm "2 , the energy is approximately 8 to 20 keV. This implantation can be carried out using a mask which covers the n diffusion areas (shown on the right in FIG. 1b). However, a maskless implantation can also be carried out, in particular if the dose is at most 10 13 cm "2 ; in the n diffusion areas, the boron implantation is later compensated for by a higher n implantation. After this first implantation, a first doped region 6 and a second doped region 7 are produced in the cell field, corresponding doped regions P6, P7 of a p-channel transistor are produced in the periphery. The dopant concentration of the p regions is approximately 10 18 cm "3
FIG 2a, b: Es werden n-Diffusionsgebiete N6 , N7 im p- dotierten Substratteil 1' erzeugt. .An den Seitenwänden des Gates werden Spacer erzeugt, so daß das Gate 5 vollständig mit einer Isolation 8, 8' eingekapselt ist.2a, b: n diffusion regions N6, N7 are generated in the p-doped substrate part 1 '. Spacers are produced on the side walls of the gate, so that the gate 5 is completely encapsulated with insulation 8, 8 '.
Optional (nicht dargestellt) kann nun eine zweite p- Implantation unter Verwendung der bekannten p+-Maske - also unter .Abdeckung der n-Diffusionsbereiche - durchgeführt wer- den, wobei aber die Dosis geringer als bei bisherigen Verfah- ren gewählt wird (die p+-Maske entspricht der in Fig lb dargestellten Maske) . Dadurch wird erreicht, daß die Dotier- stoffkonzentration insbesondere im ersten dotierten Gebiet 6 erhöht wird, aber noch keine nennenswerten Gitterstörungen auftreten.Optionally (not shown), a second p-implantation can now be carried out using the known p + mask - that is, covering the n-diffusion areas - although the dose is lower than in previous methods. ren is selected (the p + mask corresponds to the mask shown in Fig. lb). It is thereby achieved that the dopant concentration is increased in particular in the first doped region 6, but no significant lattice disturbances occur yet.
Nun wird eine Zusatzmaske Z, beispielsweise eine Lackmaske, nach bekanntem Verfahren aufgebracht, die mindestens die n- Diffusionsgebiete N6 , N7 und die schädigungsempfindlichen Bereiche der Speicherzelle, also den Graben und den angrenzen- den Teil des ersten dotierten Gebietes sowie den direkt angrenzenden Bereich des Substrats abdeckt. Das zweite dotierte Gebiet und die p-Gebiete in der Peripherie werden nicht abgedeckt. In den Figuren 2 und 4 deckt die Zusatzmaske Z einen größeren Bereich ab und reicht etwa bis zur Mitte der Wort- leitung. Je nach Layout der Speicherzellen im Zellenfeld kann die Zusatzmaske Z beispielsweise aus Streifen bestehen, wobei unter den Streifen jeweils die Grabenkondensatoren und die zugehörigen ersten dotierten Gebiete liegen und in den Lücken zwischen den Streifen die zweiten dotierten Gebiete angeord- net sind. Mit der Maske Z wird nun eine p-Implantation durchgeführt (Dosis etwa 2 x 1015 bis 1016 cm"2, Energie 10 keV) , dabei werden auch die S/D-Gebiete P6, P7 der p-Kanal- Transistoren in der Peripherie dotiert. Diese weitere Implantation wird vorzugsweise so eingestellt, daß nach der Bor- Ausdiffusion der pn-Übergang in vergleichbarer Tiefe zur bekannten Prozeßführung liegt. Die Transistorparameter (Punchverhalten, Sättigungsströme, EinsatzSpannung, .. ) bleiben damit unverändert.Now an additional mask Z, for example a resist mask, is applied by a known method, covering at least the n-diffusion areas N6, N7 and the damage-sensitive areas of the memory cell, i.e. the trench and the adjoining part of the first doped area and the directly adjacent area of the Covers substrate. The second doped area and the p-areas in the periphery are not covered. In FIGS. 2 and 4, the additional mask Z covers a larger area and extends approximately to the middle of the word line. Depending on the layout of the memory cells in the cell array, the additional mask Z can consist, for example, of strips, the trench capacitors and the associated first doped regions being located below the strips, and the second doped regions being arranged in the gaps between the strips. A p-implantation is now carried out with the mask Z (dose about 2 × 10 15 to 10 16 cm "2 , energy 10 keV), the S / D regions P6, P7 of the p-channel transistors in the This further implantation is preferably adjusted so that after the boron diffusion the pn junction is at a comparable depth to the known process control, the transistor parameters (punch behavior, saturation currents, threshold voltage, etc.) remain unchanged.
Der üblicherweise anschließende Silizidkomplex (Titan-The usually subsequent silicide complex (titanium
Sputtern, -Anneal, -Ätzung) entfällt. Durch die Eliminierung des Suizids ist nun ein Ausheil- und Aktivierungsschritt bei höherer Temperatur und/oder mit längerer Zeitdauer möglichSputtering, annealing, etching) is eliminated. By eliminating the suicide, a healing and activation step at a higher temperature and / or with a longer period of time is now possible
(z.B. 1050 °C, 10 see), so daß ausreichend niedrige Kontakt- und Schichtwiderstände erreicht werden. FIG 3 : Die Zusatzmaske wird entfernt und die Speicherzelle wird mit bekannten Verfahren fertiggestellt. In diesem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, das erste dotierte Gebiet und die Speicherelektrode mit Hilfe eines sogenannten Sur- face-Strap 9 aus p-Silizium zu verbinden. Die reduzierte Implantationsdosis im ersten dotierten Bereich führt zu keiner Beeinträchtigung der elektrischen Funktion, da der La- dungstransport innrhalb der Speicherzelle durch den hochdo- tierten Surface Strap gewährleistet ist. Das zweite dotierte Gebiet 7 wird mit einer Bitleitung 10 verbunden. Dies geschieht bspw. über einen W-Kontaktpfeiler , wobei die Bitleitung aus einer AI-Legierung bestehen kann. Der p-Kanal- Transistor in der Peripherie wird mit Leitbahnen Pll, P12 verbunden. Entsprechendes gilt für den n-Kanaltransistor (Leitbahnen Nil, N12) .(eg 1050 ° C, 10 see), so that sufficiently low contact and layer resistances can be achieved. 3: The additional mask is removed and the memory cell is finished using known methods. In this exemplary embodiment, provision is made for the first doped region and the storage electrode to be connected using a so-called surface strap 9 made of p-silicon. The reduced implantation dose in the first doped area does not impair the electrical function, since the charge transport within the storage cell is ensured by the highly doped surface strap. The second doped region 7 is connected to a bit line 10. This takes place, for example, via a W contact pillar, the bit line being able to consist of an Al alloy. The p-channel transistor in the periphery is connected to interconnects P1, P12. The same applies to the n-channel transistor (Nil traces, N12).
Fig. 4: Es ist eine Aufsicht auf das Zellenfeld dargestellt, wobei die Bitleitungskontakte (zweites dotiertes Gebiet 7) entlang einer ersten Richtung in Reihen angeordnet sind. Zwischen diesen Reihen befinden sich die übrigen Bereiche der Speicherzellen, also insbesondere der Grabenkondensator und das erste dotierte Gebiet des Auswahltransistors. Die Zusatzmaske Z besteht im Zellenfeld aus Streifen, die im wesentli- chen in der ersten Richtung verlaufen und die Bitleitungskontakte 7 und einen angrenzenden Teil der das Gate umschließenden Isolation 8, 8' freilassen.FIG. 4: A top view of the cell array is shown, the bit line contacts (second doped region 7) being arranged in rows along a first direction. The remaining areas of the memory cells, in particular the trench capacitor and the first doped area of the selection transistor, are located between these rows. The additional mask Z in the cell field consists of strips which run essentially in the first direction and leave the bit line contacts 7 and an adjacent part of the insulation 8, 8 'surrounding the gate.
FIG 5: In der Figur ist die Anzahl fehlerhafter Speicherzel- len eines erfindungsgemäßen IM DRAM (A) und eines konventionellen silizidhaltigen IM DRAM (B) dargestellt (Mittelwerte aus 10 000 Chips; die Fehlerbalken kennzeichnen den 2%-, 25%- ,75%- und 98%-Wert, ferner ist der Mediän angegeben). Die .Anforderung für eine fehlerfreie Zelle ist eine Refresh-Zeit von mindestens 620 msec (long retention) . Es ist ein deutli- eher Rückgang der fehlerhaften Zellen durch verringerte Leck- ströme bei (A) zu erkennen. 5: The number of defective memory cells of an IM DRAM (A) according to the invention and a conventional silicide-containing IM DRAM (B) is shown (mean values from 10,000 chips; the error bars indicate the 2%, 25%, 75 % and 98% value, the median is also given). The requirement for an error-free cell is a refresh time of at least 620 msec (long retention). It is a clear rather a decrease in defective cells due to reduced leakage currents at (A).

Claims

Patentansprüche claims
1. Halbleiterspeicheranordnung in einem Halbleitersubstrat mit Speicherzellen, die jeweils einen Grabenkondensator und einen MOS-Auswahltransistor umfassen,1. semiconductor memory arrangement in a semiconductor substrate with memory cells, each comprising a trench capacitor and a MOS selection transistor,
- bei der der Auswahltransistor zwei dotierte Gebiete (6, 7) im Halbleitersubstrat (1) umfaßt und das erste dotierte Gebiet (6) mit einer Speicherelektrode (3) des Kondensators und das zweite dotierte Gebiet (7) mit einer Bitleitung (10) verbunden ist,- In which the selection transistor comprises two doped regions (6, 7) in the semiconductor substrate (1) and the first doped region (6) with a storage electrode (3) of the capacitor and the second doped region (7) connected to a bit line (10) is
- bei der das erste dotierte Gebiet (6) zumindest in der Nähe der Speicherelektrode (3) eine erste Dotierstoffkonzentration aufweist und das zweite dotierte Gebiet (7) eine zweite Dotierstoffkonzentration aufweist, wobei die er- ste Dotierstoffkonzentration niedriger ist als die zweite Dotierstoffkonzentration,- in which the first doped region (6) has a first dopant concentration at least in the vicinity of the storage electrode (3) and the second doped region (7) has a second dopant concentration, the first dopant concentration being lower than the second dopant concentration,
- bei der in der Peripherie ein Transistor vom Leitfähigkeitstyp des Auswahltransistors angeordnet ist, dessen dotierte Gebiete eine Dotierstoffkonzentration im Bereich der zweiten Dotierstoffkonzentration aufweisen,a transistor of the conductivity type of the selection transistor is arranged in the periphery, the doped regions of which have a dopant concentration in the region of the second dopant concentration,
- bei der die dotierten Gebiete des Auswahltransistors- In which the doped regions of the selection transistor
(6,7) und des Peripherietransistors (Pβ,P7) silizidfrei mit einem Anschluß (9 , 10, Pll, P12 ) verbunden sind.(6,7) and the peripheral transistor (Pβ, P7) silicide-free with a connection (9, 10, Pll, P12).
2. Halbleiterspeicheranordnung nach Anspruch 1, bei der das gesamte erste dotierte Gebiet (6) die erste Dotierstoffkonzentration aufweist.2. The semiconductor memory device as claimed in claim 1, in which the entire first doped region (6) has the first dopant concentration.
3. Halbleiterspeicheranordnung nach einem der -Ansprüche 1 - 2, bei der die Speicherelektrode (3) im Innern des Grabens3. Semiconductor memory arrangement according to one of claims 1 to 2, in which the storage electrode (3) is inside the trench
(2) angeordnet ist.(2) is arranged.
4. Halbleiterspeicheranordnung nach .Anspruch 3, bei der das erste dotierte Gebiet (6) und die Speicherelektrode (3) über eine leitende Struktur (9) an der Substratoberfläche mitein- ander verbunden sind.4. Semiconductor memory arrangement according to Claim 3, in which the first doped region (6) and the storage electrode (3) are joined together on the substrate surface via a conductive structure (9). are connected.
5. Halbleiterspeicheranordnung nach einem der .Ansprüche 1 bis 4, bei der der Auswahltransistor (5,6,7) als LDD-Transistor ausgebildet ist und die Dotierstoffkonzentration im ersten dotierten Gebiet (6) der Konzentration des LDD-Gebietes entspricht.5. Semiconductor memory arrangement according to one of Claims 1 to 4, in which the selection transistor (5, 6, 7) is designed as an LDD transistor and the dopant concentration in the first doped region (6) corresponds to the concentration of the LDD region.
6. Halbleiterspeicheranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der in der Peripherie (Pe) Transistoren vom entgegengesetzten Leitungstyp des Auswahltransistors angeordnet sind, bei der die ersten und zweiten dotierten Gebiete (N6, N7 ) dieser Transistoren silizidfrei mit einem Anschluß (Nil, N12) verbunden sind.6. Semiconductor memory arrangement according to one of Claims 1 to 5, in which transistors of the opposite conductivity type of the selection transistor are arranged in the periphery (Pe), in which the first and second doped regions (N6, N7) of these transistors are free of silicide with one connection (Nil, N12) are connected.
7. Halbleiterspeicheranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die erste Dotierstoffkonzentration etwa 1018 cm"3 und die zweite Dotierstoffkonzentration etwa 1020 -1021 cm"3 beträgt .7. The semiconductor memory device as claimed in one of claims 1 to 6, in which the first dopant concentration is approximately 10 18 cm "3 and the second dopant concentration is approximately 10 20 -10 21 cm " 3 .
8. Herstellverfahren für eine Halbleiterspeicheranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 in einem Halbleitersubstrat (1) eines ersten Leitfähigkeitstyps mit folgenden Schritten: - Erzeugen eines Grabenkondensators (2) im Halbleitersubstrat mit einer Speicherelektrode (3), wobei der Graben (2) benachbart zu einem aktiven Gebiet in einem Zellenfeld (Zf) des Halbleitersubstrats (1) angeordnet ist,8. Manufacturing method for a semiconductor memory arrangement according to one of claims 1 to 7 in a semiconductor substrate (1) of a first conductivity type with the following steps: - generating a trench capacitor (2) in the semiconductor substrate with a storage electrode (3), the trench (2) adjacent to an active area is arranged in a cell field (Zf) of the semiconductor substrate (1),
- Aufbringen einer vom Substrat isolierten Wortleitung (5) , die über das aktive Gebiet im Zellenfeld verläuft, und Aufbringen einer vom Substrat isolierten Wortleitung (5) in der Peripherie der Anordnung,Application of a word line (5) isolated from the substrate, which runs over the active region in the cell field, and application of a word line (5) isolated from the substrate in the periphery of the arrangement,
- Durchführen einer ersten Implantation mit Dotierstoffatomen eines zweiten Leitfähigkeitstyps in das aktive Gebiet, so daß ein erstes und zweites dotiertes Gebiet (6, 7) des Aus- wähltransistors im Zellenfeld und dotierte Gebiete (P6,P7) eines Transistors in der Peripherie gebildet werden,Performing a first implantation with dopant atoms of a second conductivity type in the active region, so that a first and second doped region (6, 7) of the select transistor in the cell array and doped regions (P6, P7) of a transistor are formed in the periphery,
- Durchführen einer weiteren Implantation mit Dotierstoffatomen des zweiten Leitfähigkeitstyps unter Einsatz einer Zu- satzmaske (Z) , die den Graben (2), den benachbarten Teil des ersten dotieren Gebietes (6) und den unmittelbar umgebenden Bereich des Halbleitersubstrats (1) abdeckt, und die das zweite dotierte Gebiet (7) im Zellenfeld und die dotierten Gebiete des Transistors (P6, P7 ) in der Peripherie offenläßt,Performing another implantation with dopant atoms of the second conductivity type using an additional mask (Z) which covers the trench (2), the adjacent part of the first doped region (6) and the immediately surrounding region of the semiconductor substrate (1), and which leaves open the second doped region (7) in the cell array and the doped regions of the transistor (P6, P7) in the periphery,
- Erzeugen eines Kontaktes (9) zwischen der Speicherelektrode (3) des Kondensators und dem ersten dotierten Gebiet (6),- creating a contact (9) between the storage electrode (3) of the capacitor and the first doped region (6),
- Herstellen einer Bitleitung (10) , die mit dem zweiten dotierten Gebiet (7) silizidfrei verbunden ist, - Herstellen von Leitbahnen (Pll, P12), die mit den dotierten Gebieten (P6, P7 ) des Transistors in der Peripherie sili- zidfrei verbunden sind.- Production of a bit line (10), which is connected to the second doped region (7) free of silicide, - Production of interconnects (Pll, P12), which are connected to the doped regions (P6, P7) of the transistor in the periphery, free of silicide are.
9. Verfahren nach .Anspruch 8, bei dem die Zusatzmaske (Z) das erste dotierte Gebiet (6) vollständig abdeckt.9. The method according to .Anspruch 8, in which the additional mask (Z) completely covers the first doped region (6).
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 9, bei dem die erste Implantation ohne Einsatz einer Implantationsmaske durchgeführt wird.10. The method according to any one of claims 8 to 9, wherein the first implantation is carried out without the use of an implantation mask.
11. Verfahren nach einem der .Ansprüche 8 bis 10, bei dem mit Hilfe der ersten Implantation ein LDD-Bereich des zweiten dotierten Gebietes (7) gebildet wird und nach der ersten Implantation isolierende Spacer (8) an den Seitenwänden der Wortleitung gebildet werden.11. The method as claimed in one of claims 8 to 10, in which an LDD region of the second doped region (7) is formed with the aid of the first implantation and insulating spacers (8) are formed on the side walls of the word line after the first implantation.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei dem die erste Implantation mit einer Dosis im Bereich 1012 bis 1014 cm"2 und einer Energie im Bereich 8 bis 20 keV und die zweite Implantation mit einer Energie im Bereich 2 x 1015 bis 1016 cm"2 und einer Energie von etwa 10 keV durchgeführt wird.12. The method according to any one of claims 8 to 11, wherein the first implantation with a dose in the range 10 12 to 10 14 cm "2 and an energy in the range 8 to 20 keV and the second implantation with an energy in the range 2 x 10 15 to 10 16 cm "2 and an energy of about 10 keV is carried out.
13. Verfahren nach einem der .Ansprüche 8 bis 12, bei dem nach der ersten Implantation eine zweite Implantation mit Dotierstoffatomen des zweiten Leitfähigkeittyps in das erste (6) und das zweite (7) dotierte Gebiet erfolgt und die zweite Implantation mit einer Dosis von weniger als 1015 cm" 2 durchgeführt wird.13. The method as claimed in one of claims 8 to 12, in which, after the first implantation, a second implantation with dopant atoms of the second conductivity type takes place in the first (6) and the second (7) doped region and the second implantation with a dose of less than 10 15 cm " 2 is performed.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 13, bei dem der Kontakt zwischen der Speicherelektrode (3) und dem ersten dotierten Gebiet (6) mit Hilfe einer Polysiliziumstruktur (9) erzeugt wird, die an der Substratoberfläche oder im oberen Bereich des Grabens (2) angeordnet ist.14. The method according to any one of claims 8 to 13, wherein the contact between the storage electrode (3) and the first doped region (6) is produced with the aid of a polysilicon structure (9) which on the substrate surface or in the upper region of the trench ( 2) is arranged.
15. Verfahren nach einem der .Ansprüche 8 bis 13, bei dem der Kontakt zwischen der Speicherelektrode (3) und dem ersten dotierten Gebiet (6) direkt über eine Öffnung der Seiten- wandisolation des Grabens erfolgt.15. The method as claimed in one of claims 8 to 13, in which the contact between the storage electrode (3) and the first doped region (6) takes place directly via an opening in the side wall insulation of the trench.
16. Verfahren nach einem der .Ansprüche 8 bis 15, bei dem die in der Peripherie der Halbleiteranordnung ein Transistor vom entgegengesetzten Leitfähigkeitstyp des Auswahltransi- stors erzeugt wird und dessen dotierte Gebiete silizidfrei mit Anschlüssen (Nil, N12 ) verbunden werden.16. The method as claimed in one of claims 8 to 15, in which a transistor of the opposite conductivity type of the selection transistor is produced in the periphery of the semiconductor arrangement and the doped regions thereof are connected to terminals (Nil, N12) without silicide.
17. Maske für die Herstellung einer Halbleiterspeicheranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zur Verwendung im Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 16, die im Bereich einer Speicherzelle den Graben (2), den benachbarten Teil des ersten dotierten Gebietes (6) und den unmittelbar umgebenden Bereich des Halbleitersubstrats abdeckt, und die das zweite dotierte Gebiet (7) sowie einen Peripherietransisto- ren vom Leitfähigkeitstyp des Auswahltransistors offenläßt. 17. Mask for the production of a semiconductor memory arrangement according to one of claims 1 to 7 for use in the method according to one of claims 8 to 16, the trench (2), the adjacent part of the first doped region (6) and the in the region of a memory cell covers the immediately surrounding area of the semiconductor substrate, and which leaves open the second doped region (7) and a peripheral transistor of the conductivity type of the selection transistor.
18. Maske nach .Anspruch 17, die das gesamte erste dotierte Gebiet (6) abdeckt.18. Mask according to Claim 17, which covers the entire first doped region (6).
19. Maske nach einem der Ansprüche 17 oder 18, die im Zellenfeld der Halbleiterspeicheranordnung streifenförmige Bereiche abdeckt, wobei die Lücken zwischen den Streifen über den zweiten dotierten Gebieten von Speicherzellen angeordnet sind. 19. Mask according to one of claims 17 or 18, which covers strip-shaped regions in the cell field of the semiconductor memory arrangement, the gaps between the strips being arranged above the second doped regions of memory cells.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7326985B2 (en) 2001-04-24 2008-02-05 Infineon Technologies Ag Method for fabricating metallic bit-line contacts

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4034169A1 (en) * 1989-10-26 1991-05-02 Mitsubishi Electric Corp DRAM memory cell field with numerous cells for unit signals - has specified foreign atom. concentration in section coupled to capacitor
JPH03250761A (en) * 1990-02-28 1991-11-08 Sharp Corp Manufacture of semiconductor memory element
US5395784A (en) * 1993-04-14 1995-03-07 Industrial Technology Research Institute Method of manufacturing low leakage and long retention time DRAM
US5439835A (en) * 1993-11-12 1995-08-08 Micron Semiconductor, Inc. Process for DRAM incorporating a high-energy, oblique P-type implant for both field isolation and punchthrough
US5534449A (en) * 1995-07-17 1996-07-09 Micron Technology, Inc. Methods of forming complementary metal oxide semiconductor (CMOS) integrated circuitry

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4034169A1 (en) * 1989-10-26 1991-05-02 Mitsubishi Electric Corp DRAM memory cell field with numerous cells for unit signals - has specified foreign atom. concentration in section coupled to capacitor
JPH03250761A (en) * 1990-02-28 1991-11-08 Sharp Corp Manufacture of semiconductor memory element
US5395784A (en) * 1993-04-14 1995-03-07 Industrial Technology Research Institute Method of manufacturing low leakage and long retention time DRAM
US5439835A (en) * 1993-11-12 1995-08-08 Micron Semiconductor, Inc. Process for DRAM incorporating a high-energy, oblique P-type implant for both field isolation and punchthrough
US5534449A (en) * 1995-07-17 1996-07-09 Micron Technology, Inc. Methods of forming complementary metal oxide semiconductor (CMOS) integrated circuitry

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 16, no. 45 (E - 1162) 5 February 1992 (1992-02-05) *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7326985B2 (en) 2001-04-24 2008-02-05 Infineon Technologies Ag Method for fabricating metallic bit-line contacts

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DE29722440U1 (en) 1998-04-16

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