JPH1126713A - Semiconductor integrated circuit device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device and manufacture thereof

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JPH1126713A
JPH1126713A JP9173365A JP17336597A JPH1126713A JP H1126713 A JPH1126713 A JP H1126713A JP 9173365 A JP9173365 A JP 9173365A JP 17336597 A JP17336597 A JP 17336597A JP H1126713 A JPH1126713 A JP H1126713A
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JP
Japan
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film
insulating film
memory cell
lower electrode
integrated circuit
Prior art date
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Application number
JP9173365A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinpei Iijima
晋平 飯島
Yasuhiro Sugawara
安浩 菅原
Isamu Asano
勇 浅野
Misuzu Kanai
美鈴 金井
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the occurrence of the step difference between a memory array region and a surrounding circuit region, by forming an insulating film on a memory-cell selecting MISFET and the like, forming a groove in the insulating film, forming a conducting film in the groove or the like, etching the conducting film, and forming a lower electrode so that the conducting film remains only in the groove and so on. SOLUTION: On a memory-cell selecting MISFET and a surrounding circuit region, a silicon oxide film 45, a silicon nitride film 46, a silicon oxide film 53 are deposited. A groove is formed at the upper part of a through hole 48. Polycrystal silicon is formed in the groove. Then, a photoresist film covering the silicon oxide film 53 is formed in the surrounding circuit region. Then, the silicon oxide 53 and the like are etched, and a slant surface is formed. Thereafter, a lower electrode 60 is formed from polycrystalline silicon 56. Then, a Ta2 O3 film 61 and a TiN film 62 are formed, and an information storing capacitor element C, which is constituted of the lower electrode 60, is formed by patterning and the like. Then, a silicon oxide film 64 is deposited. An SOG film 65 is formed, and the surface is flattened.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置およびその製造技術に関し、特に、DRAM(Dynami
c Random Access Memory)の蓄積容量の増大とそれに伴
って生じるメモリセルアレイ領域と周辺回路領域との段
差の緩和に適用して有効な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device and its manufacturing technique, and more particularly to a DRAM (Dynami
The present invention relates to a technique which is effective when applied to an increase in the storage capacity of a random access memory (CRandom Access Memory) and a reduction in a step between a memory cell array region and a peripheral circuit region caused by the increase.

【0002】[0002]

【従来の技術】DRAMのメモリセルは、半導体基板の
主面上にマトリクス状に配置された複数のワード線と複
数のビット線との交点に配置され、1個のメモリセル選
択用MISFET(Metal Insulator Semiconductor Fie
ld Effect Transistor) とこれに直列に接続された1個
の情報蓄積用容量素子(キャパシタ)とで構成されてい
る。メモリセル選択用MISFETは、周囲を素子分離
領域で囲まれた活性領域に形成され、主としてゲート酸
化膜、ワード線と一体に構成されたゲート電極およびソ
ース、ドレインを構成する一対の半導体領域で構成され
ている。ビット線は、メモリセル選択用MISFETの
上部に配置され、その延在方向に隣接する2個のメモリ
セル選択用MISFETによって共有されるソース、ド
レインの一方と電気的に接続されている。情報蓄積用容
量素子は、同じくメモリセル選択用MISFETの上部
に配置され、上記ソース、ドレインの他方と電気的に接
続されている。
2. Description of the Related Art A memory cell of a DRAM is arranged at an intersection of a plurality of word lines and a plurality of bit lines arranged in a matrix on a main surface of a semiconductor substrate. Insulator Semiconductor Fie
ld Effect Transistor) and one information storage capacitor (capacitor) connected in series to the ld effect transistor. The memory cell selection MISFET is formed in an active region surrounded by an element isolation region, and mainly includes a gate oxide film, a gate electrode integrally formed with a word line, and a pair of semiconductor regions forming a source and a drain. Have been. The bit line is arranged above the memory cell selecting MISFET, and is electrically connected to one of a source and a drain shared by two memory cell selecting MISFETs adjacent in the extending direction. The information storage capacitance element is similarly disposed above the memory cell selection MISFET, and is electrically connected to the other of the source and the drain.

【0003】特開平7−7084号公報は、ビット線の
上部に情報蓄積用容量素子を配置するキャパシタ・オー
バー・ビットライン(Capacitor Over Bitline)構造のD
RAMを開示している。この公報に記載されたDRAM
は、メモリセルの微細化に伴う情報蓄積用容量素子の蓄
積電荷量(Cs)の減少を補うために、ビット線の上部に
配置した情報蓄積用容量素子の下部電極(蓄積電極)を
円筒状に加工することによってその表面積を増やし、そ
の上部に容量絶縁膜と上部電極(プレート電極)とを形
成している。
[0003] Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-7084 discloses a capacitor over bit line (Capacitor Over Bitline) structure in which an information storage capacitor is arranged above a bit line.
A RAM is disclosed. DRAM described in this publication
The lower electrode (storage electrode) of the information storage capacitor disposed above the bit line is formed in a cylindrical shape in order to compensate for the decrease in the storage charge (Cs) of the information storage capacitor accompanying the miniaturization of the memory cell. The capacitance insulating film and the upper electrode (plate electrode) are formed thereon.

【0004】しかしながら、COB構造を有するメモリ
セルにおいては、メモリセルアレイ領域に形成されるキ
ャパシタの半導体記憶装置としての動作信頼度を確保す
る必要上、装置の集積度が向上しセル面積が縮小しても
相当の立体化が必須となっている。このような立体化さ
れたキャパシタを形成した後に層間絶縁膜を形成した場
合には、メモリセルアレイ領域と周辺回路領域の間にキ
ャパシタの高さに相当する分だけの段差が生じてしま
う。
However, in a memory cell having a COB structure, the reliability of operation of a capacitor formed in a memory cell array region as a semiconductor memory device must be ensured, so that the degree of integration of the device is improved and the cell area is reduced. It is also necessary to make a considerable three-dimensional. When an interlayer insulating film is formed after forming such a three-dimensional capacitor, a step corresponding to the height of the capacitor is generated between the memory cell array region and the peripheral circuit region.

【0005】このような段差は、DRAMの集積度が増
すに従い、一定のキャパシタ容量を確保する必要があ
り、益々高くなる方向にある。また、DRAMの集積度
向上の要求から、フォトリソグラフィの露光精度の向上
が要求され、そのような要求を満足するために許容され
る焦点深度の値が益々厳しいものとなる。このような段
差の増大、およびフォトリソグラフイにおける露光焦点
の余裕の減少から、前記層間絶縁膜上に形成される配線
層の形成が困難になるという問題がある。
As the level of integration of DRAMs increases, it is necessary to secure a certain capacitance of the capacitors, and such steps are increasing. In addition, the demand for improvement in the degree of integration of the DRAM demands an improvement in the exposure accuracy of photolithography, and the value of the depth of focus allowed to satisfy such a demand becomes increasingly severe. There is a problem that it is difficult to form a wiring layer formed on the interlayer insulating film due to such an increase in the level difference and a decrease in the margin of exposure focus in photolithography.

【0006】上記フォトリソグラフィにおける加工性の
低下は、前記段差の緩和により対処することが可能であ
るが、このような段差を緩和することができる技術とし
て以下のような技術が知られている。
[0006] The reduction in workability in the photolithography can be dealt with by reducing the steps. The following techniques are known as techniques that can reduce such steps.

【0007】たとえば、特開平4−10651号公報、
あるいは、特開平7−7084号公報に記載されている
ような技術が知られている。この技術を簡単に説明すれ
ば以下のとおりである。すなわち、上記公報に記載の技
術は、メモリセルアレイ領域と周辺回路領域との間に、
キャパシタの下部電極(ストレージノード)と同時に形
成される立壁(周壁)あるいはチャネルを形成するもの
である。
[0007] For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-10651,
Alternatively, a technique as described in JP-A-7-7084 is known. This technology is briefly described as follows. That is, the technique described in the above-mentioned publication discloses that the memory cell array region and the peripheral circuit region
A vertical wall (peripheral wall) or a channel formed simultaneously with the lower electrode (storage node) of the capacitor is formed.

【0008】このような立壁あるいはチャネルを有する
DRAMは以下のようにして形成される。まず、DRA
Mの選択MISFETおよび周辺回路のMISFETを
所定の方法で形成後、層間絶縁膜を介してビット線を形
成し、さらにビット線を覆う層間絶縁膜を形成する。次
に、立体化されたキャパシタの高さに相当する膜厚の絶
縁膜を堆積後、キャパシタの下部電極が形成される領域
の前記絶縁膜に孔を形成すると同時に、メモリセルアレ
イ領域と周辺回路領域との境界領域に立壁(周壁)ある
いはチャネルを形成するための溝を形成する。その後、
全面に導電膜を堆積し、前記絶縁膜上の導電膜のみを除
去する。さらに前記絶縁膜を除去すれば前記孔内の前記
導電膜が立体化されたキャパシタの下部電極となり、前
記溝内の前記導電膜が立壁もしくはチャネルとして形成
される。このキャパシタの下部電極および立壁もしくは
チャネルを形成する際に除去する絶縁膜を周辺回路領域
にのみ残存させればメモリセルアレイ領域と周辺回路領
域との間に段差が形成されず、キャパシタ上に堆積する
層間絶縁膜が平坦化されることとなる。このような周辺
回路領域にのみ残存させる絶縁膜の形成にはレジストマ
スクを用いる方法、あるいは前記導電膜をマスクとする
方法が前記公報に開示されている。すなわち前記公報に
開示されている技術は、立壁もしくはチャネルを存在さ
せることにより、前記マスクの形成端部を単一または複
数の立壁またはチャネルが形成された領域内で任意の位
置とすることができ、フォトリソグラフィのマージンを
増加してマスクの形成を容易に行うことができるとする
ものである。
A DRAM having such a standing wall or channel is formed as follows. First, DRA
After forming the M selection MISFET and the MISFET of the peripheral circuit by a predetermined method, a bit line is formed via an interlayer insulating film, and further an interlayer insulating film covering the bit line is formed. Next, after depositing an insulating film having a thickness corresponding to the height of the three-dimensional capacitor, holes are formed in the insulating film in the region where the lower electrode of the capacitor is formed, and at the same time, the memory cell array region and the peripheral circuit region are formed. A groove for forming a standing wall (peripheral wall) or a channel is formed in a boundary region with the above. afterwards,
A conductive film is deposited on the entire surface, and only the conductive film on the insulating film is removed. If the insulating film is further removed, the conductive film in the hole becomes a lower electrode of a three-dimensional capacitor, and the conductive film in the groove is formed as a standing wall or a channel. If an insulating film to be removed when forming the lower electrode and the standing wall or the channel of this capacitor is left only in the peripheral circuit region, no step is formed between the memory cell array region and the peripheral circuit region, and the capacitor is deposited on the capacitor. The interlayer insulating film is planarized. The above-mentioned publication discloses a method using a resist mask or a method using the conductive film as a mask to form an insulating film remaining only in such a peripheral circuit region. That is, according to the technology disclosed in the above-mentioned publication, the formation end portion of the mask can be located at an arbitrary position in the region where the single or plural standing walls or channels are formed by the presence of the standing walls or channels. In addition, it is intended that a mask can be easily formed by increasing a photolithography margin.

【0009】また、たとえば、平成5年10月26日、
工業調査会発行、「やさしいULSI技術」、p155
〜p164に記載されているように、SOG(Spin On
Glass )膜あるいは低融点ガラスの塗布および溶融によ
る塗布法、ガラスフローによる熱処理法、CVD(Chem
ical Vapor Deposition )の表面反応メカニズムを適用
して自己平坦化させる方法等が知られ、たとえば、特開
平7−122654号公報には、BPSG(Boron-dope
d Phospho-Silicate Glass)膜のリフローによる平坦化
とスピンオングラス膜(SOG膜)による平坦化とを組
み合わせて段差の低減を図る技術が開示されている。
For example, on October 26, 1993,
Published by the Industrial Research Council, "Easy ULSI Technology", p. 155
~ P.164, SOG (Spin On
Glass) film or low melting point glass coating and melting application method, heat treatment method by glass flow, CVD (Chem
There is known a method of applying a surface reaction mechanism of ical vapor deposition (SPM) to perform self-planarization. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-122654 discloses a BPSG (Boron-dope).
A technology for reducing the level difference by combining flattening by reflow of a dPhospho-Silicate Glass) film and flattening by a spin-on-glass film (SOG film) is disclosed.

【0010】さらに、たとえば、平成8年5月1日、工
業調査会発行、「電子材料」1996年5月号、p22
〜p27に記載されているように、フォトレジスト犠牲
膜、SOG膜あるいは自己平坦化CVD膜の堆積とエッ
チバック法とを組み合わせた方法およびCMP(Chemic
al Mechanical Polishing )法が知られている。
Further, for example, on May 1, 1996, published by the Industrial Research Council, "Electronic Materials", May 1996, p.
Pp. 27 to 27, a method combining the deposition of a sacrificial photoresist film, an SOG film or a self-planarizing CVD film with an etch-back method, and a CMP (Chemic
al Mechanical Polishing) method is known.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記した従来
技術では以下のような問題があった。
However, the above-mentioned prior art has the following problems.

【0012】すなわち、特開平4−10651号公報、
あるいは、特開平7−7084号公報に記載されている
ような技術では、メモリセルアレイ領域と周辺回路領域
との間に、立壁あるいはチャネルを形成するため、立壁
あるいはチャネルを形成するための領域を占有し、チッ
プサイズを大きくしてしまうという問題がある。
That is, JP-A-4-10651,
Alternatively, in the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-7084, a region for forming a standing wall or a channel is occupied between a memory cell array region and a peripheral circuit region in order to form a standing wall or a channel. However, there is a problem that the chip size is increased.

【0013】また、SOG膜あるいは低融点ガラスの塗
布および溶融による塗布法では、微細な凹凸を埋め込む
(平坦化)することはできても、周辺回路領域のように
広い面積の凹部を埋め込むことはできず、前記のような
段差の緩和には顕著な効果を期待できない。
Further, in the application method by applying and melting an SOG film or a low melting point glass, it is possible to embed (flatten) fine irregularities, but it is not possible to embed a recess having a large area such as a peripheral circuit region. Therefore, a remarkable effect cannot be expected in reducing the step as described above.

【0014】また、ガラスフローによる熱処理法、たと
えばBPSGのリフロー膜では、高い温度の熱処理が必
要となり、今後の高集積化されたDRAMにおいてゲー
ト、プラグあるいはキャパシタの材料としてメタル系材
料が用いられることを考慮すれば、そのような高温プロ
セスを採用することによるメタル系材料の好ましくない
反応が生じ、DRAMの性能を向上できない恐れがあ
る。
Further, a heat treatment method using a glass flow, for example, a reflow film of BPSG requires a high-temperature heat treatment, and a metal material is used as a gate, plug or capacitor material in a highly integrated DRAM in the future. In consideration of the above, there is a possibility that an undesirable reaction of the metal-based material occurs by adopting such a high-temperature process, and the performance of the DRAM cannot be improved.

【0015】また、CVDの表面反応メカニズムを適用
して自己平坦化させる方法では、プロセスが複雑とな
り、安定な工程の実現という観点から好ましくない。
Further, the method of applying the surface reaction mechanism of CVD to perform the self-planarization complicates the process and is not preferable from the viewpoint of realizing a stable process.

【0016】また、BPSG膜のリフローによる平坦化
とスピンオングラス膜(SOG膜)による平坦化とを組
み合わせて段差の低減を図る技術では、上記した高温プ
ロセスの採用によるデメリットを解消することはできな
い。
Further, in the technique for reducing the level difference by combining the flattening by reflow of the BPSG film and the flattening by the spin-on-glass film (SOG film), it is not possible to eliminate the disadvantages caused by the use of the high-temperature process described above.

【0017】また、フォトレジスト犠牲膜、SOG膜あ
るいは自己平坦化CVD膜の堆積とエッチバック法とを
組み合わせた方法、あるいはCMP法では、ともに工程
が複雑となり、好ましくない。
Further, the method of combining the deposition of the photoresist sacrificial film, the SOG film or the self-planarizing CVD film with the etch-back method, or the CMP method is not preferable because the process becomes complicated.

【0018】本発明の目的は、立体化キャパシタを形成
してもメモリセルアレイ領域と周辺回路領域との間に段
差を生じない技術を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a technique that does not cause a step between a memory cell array region and a peripheral circuit region even when a three-dimensional capacitor is formed.

【0019】また、本発明の目的は、立体化キャパシタ
の形成によるメモリセルアレイ領域と周辺回路領域との
間の段差を解消する技術を提供し、フォトリソグラフィ
の困難性を解消することにある。
Another object of the present invention is to provide a technique for eliminating a step between a memory cell array region and a peripheral circuit region due to the formation of a three-dimensional capacitor, and to eliminate the difficulty of photolithography.

【0020】また、本発明の目的は、立体化キャパシタ
の形成によるメモリセルアレイ領域と周辺回路領域との
間の段差を解消する技術を提供し、その上層に形成され
る配線層の断線あるいはパターニングの不良による短絡
を防止することにある。
It is another object of the present invention to provide a technique for eliminating a step between a memory cell array region and a peripheral circuit region due to formation of a three-dimensional capacitor, and to perform disconnection or patterning of a wiring layer formed thereover. An object of the present invention is to prevent a short circuit due to a defect.

【0021】また、本発明の目的は、キャパシタの容量
確保、および高い信頼度をともに実現した半導体集積回
路装置を提供することにある。
It is another object of the present invention to provide a semiconductor integrated circuit device which realizes both the securing of the capacity of a capacitor and high reliability.

【0022】また、本発明の目的は、立体化キャパシタ
が高くなることによる製造工程途中でのキャパシタ電極
の倒壊を防止する技術を提供し、半導体集積回路装置の
製造歩留まりを向上することにある。
Another object of the present invention is to provide a technique for preventing a capacitor electrode from being collapsed during a manufacturing process due to an increase in a three-dimensional capacitor, and to improve the manufacturing yield of a semiconductor integrated circuit device.

【0023】また、本発明の目的は、高い蓄積容量値を
有する立体化キャパシタを提供し、立体化キャパシタの
高さを低減してキャパシタの容量確保、および高い信頼
度をともに実現した半導体集積回路装置を提供すること
にある。
It is another object of the present invention to provide a three-dimensional capacitor having a high storage capacitance value, to reduce the height of the three-dimensional capacitor, to secure the capacitance of the capacitor, and to realize both high reliability. It is to provide a device.

【0024】また、本発明の目的は、メモリセルアレイ
領域と周辺回路領域との間の段差を解消することにより
深くなる周辺回路領域の接続孔のアスペクト比を緩和
し、周辺回路領域の接続孔の加工を容易にする技術を提
供することにある。
It is another object of the present invention to eliminate the step between the memory cell array region and the peripheral circuit region to reduce the aspect ratio of the connection hole in the peripheral circuit region which is deepened and to reduce the aspect ratio of the connection hole in the peripheral circuit region. An object of the present invention is to provide a technique for facilitating processing.

【0025】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0027】(1)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、メモリセル選択用MISFETと、メモリセル
選択用MISFETに直列に接続され、上方に開孔部を
有する筒形の下部電極、少なくとも下部電極の筒形の内
面に接して形成された容量絶縁膜および容量絶縁膜を介
し少なくとも下部電極の筒形の内面に対向して形成され
た上部電極を備えた情報蓄積用容量素子とでメモリセル
を構成し、メモリセルが配置されたメモリセルアレイ領
域と、メモリセルアレイ領域の周辺の周辺回路領域とを
有する半導体集積回路装置の製造方法であって、(a)
半導体基板の主面のメモリセルアレイ領域にメモリセル
選択用MISFETおよび半導体基板の主面の周辺回路
領域に周辺回路のMISFETを形成した後、メモリセ
ル選択用MISFETおよび周辺回路のMISFETの
上部に、下部電極の高さに相当する膜厚の第1絶縁膜を
堆積する工程、(b)メモリセル選択用MISFETの
上部の第1絶縁膜を開孔して溝を形成する工程、(c)
溝の内部を含む第1絶縁膜の上部に、溝が埋まらない膜
厚で下部電極の一部となる第1導電膜を堆積する工程、
(d)溝内に形成された第1導電膜の凹部を充填する第
2絶縁膜を形成し、第1絶縁膜の上部の第1導電膜を露
出する工程、(e)第1導電膜をエッチングし、溝の内
部のみに第1導電膜を残す工程、(f)凹部を充填する
第2絶縁膜を除去し、下部電極を形成する工程、(g)
下部電極の表面に容量絶縁膜を形成する工程、(h)容
量絶縁膜上に第2導電膜を堆積し、第2導電膜をパター
ニングして上部電極を形成する工程を含むものである。
(1) A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention comprises a memory cell selecting MISFET and a cylindrical lower electrode connected in series to the memory cell selecting MISFET and having an opening above. A memory is formed by a capacitance insulating film formed in contact with the cylindrical inner surface of the lower electrode and an information storage capacitive element having at least an upper electrode formed so as to face the cylindrical inner surface of the lower electrode via the capacitive insulating film. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising a memory cell array region in which cells are arranged and in which memory cells are arranged, and a peripheral circuit region around the memory cell array region, comprising:
After forming a memory cell selecting MISFET in the memory cell array region on the main surface of the semiconductor substrate and a peripheral circuit MISFET in the peripheral circuit region on the main surface of the semiconductor substrate, a lower portion is formed above the memory cell selecting MISFET and the MISFET of the peripheral circuit. Depositing a first insulating film having a thickness corresponding to the height of the electrode, (b) forming a groove by opening the first insulating film on the memory cell selecting MISFET, and (c).
Depositing a first conductive film to be a part of a lower electrode with a film thickness that does not fill the groove, on the first insulating film including the inside of the groove;
(D) forming a second insulating film filling the concave portion of the first conductive film formed in the groove, exposing the first conductive film on the first insulating film, and (e) forming the first conductive film. Etching, leaving the first conductive film only inside the groove, (f) removing the second insulating film filling the concave portion, and forming a lower electrode, (g)
Forming a capacitive insulating film on the surface of the lower electrode; and (h) depositing a second conductive film on the capacitive insulating film and patterning the second conductive film to form an upper electrode.

【0028】このような半導体集積回路装置の製造方法
によれば、情報蓄積用容量素子の形成のために堆積した
第1絶縁膜を周辺回路領域に残すため、メモリセルアレ
イ領域と周辺回路領域との間に段差を形成することがな
い。その結果、その後の工程でのフォトリソグラフィの
マージンを増加し、接続孔の開口等を安定に加工して更
なる微細化に対応することが可能となる。
According to such a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, the first insulating film deposited for forming the information storage capacitance element is left in the peripheral circuit region, so that the memory cell array region and the peripheral circuit region are not separated. No step is formed between them. As a result, it is possible to increase the margin of photolithography in the subsequent steps, and to stably process the openings of the connection holes to cope with further miniaturization.

【0029】(2)また、本発明の半導体集積回路装置
の製造方法は、(1)記載の半導体集積回路装置の製造
方法の(f)工程の後、第1絶縁膜の上層部分を除去
し、下部電極の上部にかかる一部分を露出する工程、お
よび(h)工程の後、半導体基板の全面に第3絶縁膜を
形成し、表面を平坦化する工程を含むものである。
(2) In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, after the step (f) of the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device described in (1), an upper layer portion of the first insulating film is removed. Exposing a portion above the lower electrode, and (h), forming a third insulating film over the entire surface of the semiconductor substrate and flattening the surface.

【0030】このような半導体集積回路装置の製造方法
によれば、下部電極の上部にかかる一部分を露出するた
め、下部電極の下部には、第1絶縁膜が残存する。この
ため、第1絶縁膜が下部電極の機械的な補強部材として
作用し、下部電極の高さが高くなっても容易に倒壊せ
ず、安定に下部電極を形成することができる。この結
果、情報蓄積用容量素子を高くして蓄積電荷量を多くす
ることができる。
According to such a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, the first insulating film remains below the lower electrode because a portion above the lower electrode is exposed. For this reason, the first insulating film acts as a mechanical reinforcing member for the lower electrode, so that the lower electrode does not easily collapse even when the height of the lower electrode is increased, and the lower electrode can be formed stably. As a result, it is possible to increase the information storage capacitor and increase the amount of stored charge.

【0031】(3)なお、前記(2)記載の半導体集積
回路装置の製造方法において、その上層部分が除去され
た第1絶縁膜の周辺回路領域に接続孔を開口し、第2導
電膜の堆積と同時に接続孔を埋め込み、第2導電膜のパ
ターニングと同時に周辺回路領域の第2導電膜をパター
ニングしてプラグまたは配線を形成することもできる。
(3) In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to (2), a connection hole is opened in a peripheral circuit region of the first insulating film from which the upper layer has been removed, and a second conductive film is formed. A plug or a wiring can also be formed by filling the connection hole at the same time as the deposition and patterning the second conductive film in the peripheral circuit region at the same time as patterning the second conductive film.

【0032】このような半導体集積回路装置の製造方法
によれば、残存した第1絶縁膜の高さおよび上部電極の
膜厚に相当する高さのプラグあるいは配線を形成するた
め、たとえばプラグを形成した場合には、周辺回路領域
の接続孔の深さを緩和して接続孔の加工の難易度を下げ
ることができる。これは、周辺回路領域に絶縁膜を残存
しまたは絶縁膜を形成してメモリセルアレイ領域との段
差を解消した場合には、相対的に周辺回路領域の絶縁膜
の膜厚が大きくなり、周辺回路領域に接続孔の開口が困
難となるが、その困難性を緩和することに寄与する。
According to such a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, a plug or wiring having a height corresponding to the height of the remaining first insulating film and the thickness of the upper electrode is formed. In this case, the depth of the connection hole in the peripheral circuit region can be reduced, and the difficulty of processing the connection hole can be reduced. This is because when the insulating film is left in the peripheral circuit region or the insulating film is formed to eliminate a step with the memory cell array region, the thickness of the insulating film in the peripheral circuit region becomes relatively large, It becomes difficult to open the connection hole in the region, which contributes to alleviating the difficulty.

【0033】(4)また、本発明の半導体集積回路装置
の製造方法は、(1)記載の半導体集積回路装置の製造
方法の(e)工程の後、周辺回路領域の第1絶縁膜を被
覆するフォトレジスト膜を形成する工程、(f)工程の
第2絶縁膜の除去をフォトレジスト膜をマスクとした湿
式エッチング法によるメモリセルアレイ領域の第1絶縁
膜の除去と同時に行い、周辺回路領域に第1絶縁膜の一
部を残存させつつ上方に開孔部を有する筒形の下部電極
を形成する工程、および(h)工程の後、半導体基板の
全面に第3絶縁膜を形成し表面を平坦化する工程を含む
ものである。
(4) In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, after the step (e) of the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device described in (1), the first insulating film in the peripheral circuit region is covered. Forming the photoresist film to be formed, and removing the second insulating film in the step (f) simultaneously with the removal of the first insulating film in the memory cell array region by a wet etching method using the photoresist film as a mask. After a step of forming a cylindrical lower electrode having an opening above while leaving a part of the first insulating film, and after the step (h), a third insulating film is formed on the entire surface of the semiconductor substrate and the surface is formed. It includes a step of flattening.

【0034】このような半導体集積回路装置の製造方法
によれば、周辺回路領域に第1絶縁膜を残存させるた
め、メモリセルアレイ領域と周辺回路領域との間に段差
を形成することがなく、その後の工程でのフォトリソグ
ラフィのマージンを増加し、接続孔の開口等を安定に加
工して更なる微細化に対応することが可能となる。ま
た、湿式エッチング法によりメモリセルアレイ領域の第
1絶縁膜の除去を行うため、上方に開口を有する筒形の
下部電極が形成され、下部電極の表面積を増加して蓄積
電荷量を増加することができる。
According to such a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, since the first insulating film is left in the peripheral circuit region, no step is formed between the memory cell array region and the peripheral circuit region. In this step, it is possible to increase the margin of photolithography and to stably process the opening of the connection hole to cope with further miniaturization. Further, since the first insulating film in the memory cell array region is removed by the wet etching method, a cylindrical lower electrode having an opening above is formed, and the surface area of the lower electrode may be increased to increase the amount of accumulated charges. it can.

【0035】(5)なお、(4)記載の半導体集積回路
装置の製造方法において、第1絶縁膜の堆積前に第1絶
縁膜および第2絶縁膜とはエッチング速度の相違する第
4絶縁膜を半導体基板の全面に堆積し、下部電極が形成
された後にメモリセルアレイ領域の第4絶縁膜をエッチ
ングして除去する工程を含むこともできる。
(5) In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to (4), before the first insulating film is deposited, the fourth insulating film is different in etching rate from the first insulating film and the second insulating film. May be deposited on the entire surface of the semiconductor substrate, and after the lower electrode is formed, the fourth insulating film in the memory cell array region may be removed by etching.

【0036】このような半導体集積回路装置の製造方法
によれば、第4絶縁膜が形成されていた領域(メモリセ
ル選択用MISFETとを接続するプラグの一部)をも
容量素子として機能させることができ、その電荷蓄積量
を増加させることができる。なお、このようにして形成
された情報蓄積用容量素子は、下部電極とメモリセル選
択用MISFETとを接続するプラグの一部からなる円
柱電極、および、その外周に形成され容量絶縁膜を介し
て形成された同心円筒電極を含む円筒形容量素子として
その上方に形成される上方に開口を有する筒形の容量素
子と一体に形成されることとなる。
According to such a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, the region where the fourth insulating film has been formed (a part of the plug connecting to the MISFET for selecting a memory cell) can also function as a capacitive element. And the charge storage amount can be increased. The information storage capacitor thus formed is connected to a columnar electrode formed by a part of a plug connecting the lower electrode and the memory cell selection MISFET, and a capacitor insulating film formed on the outer periphery thereof. As a cylindrical capacitive element including the formed concentric cylindrical electrode, it is formed integrally with a cylindrical capacitive element having an upper opening formed thereabove.

【0037】(6)本発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、メモリセル選択用MISFETと、そのメモリ
セル選択用MISFETに直列に接続され、上方に開孔
部を有する筒形の下部電極、下部電極の表面に形成され
た容量絶縁膜および容量絶縁膜を介し下部電極に対向し
て形成された上部電極を備えた情報蓄積用容量素子とで
メモリセルを構成し、メモリセルが配置されたメモリセ
ルアレイ領域と、メモリセルアレイ領域の周辺の周辺回
路領域とを有する半導体集積回路装置の製造方法であっ
て、(a)半導体基板の主面にメモリセル選択用MIS
FETを形成し、次いでその上部に情報蓄積用容量素子
を形成する工程、(b)半導体基板の主面上に、情報蓄
積用容量素子の高さに相当する寸法以上の膜厚で第1絶
縁膜を堆積する工程、(c)周辺回路領域の第1絶縁膜
を被覆するフォトレジスト膜を形成した後、フォトレジ
スト膜をマスクとして湿式エッチング法によりメモリセ
ルアレイ領域の第1絶縁膜を除去する工程、(d)半導
体基板の全面に第3絶縁膜を形成し、表面を平坦化する
工程を含むものである。
(6) A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention includes a memory cell selecting MISFET and a cylindrical lower electrode connected in series to the memory cell selecting MISFET and having an opening above. A memory cell was constituted by a capacitor insulating film formed on the surface of the lower electrode and an information storage capacitor having an upper electrode formed opposite to the lower electrode with the capacitor insulating film interposed therebetween, and the memory cell was arranged. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a memory cell array region and a peripheral circuit region around the memory cell array region, comprising: (a) a memory cell selection MIS on a main surface of a semiconductor substrate;
Forming an FET and then forming an information storage capacitor on the FET; (b) forming a first insulating film on the main surface of the semiconductor substrate with a thickness equal to or greater than the height of the information storage capacitor; Depositing a film, (c) forming a photoresist film covering the first insulating film in the peripheral circuit region, and then removing the first insulating film in the memory cell array region by wet etching using the photoresist film as a mask. (D) forming a third insulating film over the entire surface of the semiconductor substrate and flattening the surface.

【0038】このような半導体集積回路装置の製造方法
によれば、周辺回路領域にのみ第1絶縁膜を形成するた
め、メモリセルアレイ領域と周辺回路領域との間の段差
を解消し、その後の工程でのフォトリソグラフィのマー
ジンを増加し、接続孔の開口等を安定に加工して更なる
微細化に対応することが可能となる。
According to such a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, since the first insulating film is formed only in the peripheral circuit region, a step between the memory cell array region and the peripheral circuit region is eliminated. In this case, the margin of photolithography can be increased, and the opening of the connection hole can be processed stably to cope with further miniaturization.

【0039】(7)また、本発明の半導体集積回路装置
の製造方法は、前記(2)〜(6)記載のいずれかの半
導体集積回路装置の製造方法において、第3絶縁膜の表
面を平坦化する工程を、SOG膜の塗布による平坦化工
程とするものである。
(7) The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention is the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to any one of (2) to (6), wherein the surface of the third insulating film is flat. The step of forming is a flattening step by applying an SOG film.

【0040】または、第3絶縁膜の表面を平坦化する工
程を、情報蓄積用容量素子の高さに相当する寸法以上の
膜厚で気相成長法により堆積された絶縁膜をCMP法に
よりエッチングする平坦化工程とするものである。
Alternatively, the step of flattening the surface of the third insulating film is performed by etching the insulating film deposited by the vapor phase growth method to a thickness equal to or larger than the height of the information storage capacitor element by the CMP method. This is a flattening step.

【0041】このような半導体集積回路装置の製造方法
によれば、周辺回路領域とメモリセルアレイ領域との間
の湿式エッチングによる溝(凹部)を埋め込んで、ほぼ
完全に平坦化することが可能である。特にSOG膜の塗
布による方法では、工程が簡便であり製造を容易にする
ことができる。
According to such a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, it is possible to bury a groove (recess) formed by wet etching between the peripheral circuit region and the memory cell array region and to make it almost completely flat. . In particular, in the method based on the application of the SOG film, the steps are simple and the production can be facilitated.

【0042】(8)また、本発明の半導体集積回路装置
の製造方法は、前記(1)〜(7)記載のいずれかの記
載の半導体集積回路装置の製造方法において、第2導電
膜の堆積を下部電極の筒形状により形成された凹部を埋
め込むように行い、その表面を平坦化するものである。
(8) The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention is the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to any one of (1) to (7), wherein the second conductive film is deposited. Is performed so as to fill the concave portion formed by the cylindrical shape of the lower electrode, and the surface is flattened.

【0043】このような半導体集積回路装置の製造方法
によれば、第2導電膜の表面に凹部が形成されず、仮に
凹部を形成した場合に、その凹部を埋め込む絶縁膜の凹
部の底部に発生するであろうボイド等の発生を防止し、
半導体集積回路装置の信頼性を向上することができる。
半導体集積回路装置が微細化され、情報蓄積用容量素子
が微細化された場合には、第2導電膜の表面の凹部も相
当に小さなものとなり、ボイド等の発生が起きやすくな
る状況にあり、本発明は、今後の微細化傾向を考慮した
場合特に有効である。
According to such a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, no concave portion is formed on the surface of the second conductive film. If a concave portion is formed, the concave portion is formed at the bottom of the concave portion of the insulating film filling the concave portion. Prevent the occurrence of voids, etc.
The reliability of the semiconductor integrated circuit device can be improved.
When the semiconductor integrated circuit device is miniaturized and the information storage capacitor element is miniaturized, the concave portion on the surface of the second conductive film is also considerably small, and there is a situation where voids and the like are likely to occur, The present invention is particularly effective in consideration of the future tendency of miniaturization.

【0044】(9)本発明の半導体集積回路装置は、メ
モリセル選択用MISFETと、メモリセル選択用MI
SFETに直列に接続され、上方に開孔部を有する筒形
の下部電極、少なくとも下部電極の筒形の内面に接して
形成された容量絶縁膜および容量絶縁膜を介し少なくと
も下部電極の筒形の内面に対向して形成された上部電極
を備えた情報蓄積用容量素子とでメモリセルを構成し、
メモリセルが配置されたメモリセルアレイ領域と、メモ
リセルアレイ領域の周辺の周辺回路領域とを有する半導
体集積回路装置であって、情報蓄積用容量素子の高さに
相当する膜厚の絶縁膜を周辺回路領域に有し、メモリセ
ルアレイ領域と周辺回路領域との間の段差を解消したも
のである。
(9) The semiconductor integrated circuit device of the present invention comprises a memory cell selecting MISFET and a memory cell selecting MIFET.
A cylindrical lower electrode connected in series to the SFET and having an opening above, a capacitor insulating film formed in contact with at least the cylindrical inner surface of the lower electrode, and at least a cylindrical electrode of the lower electrode via the capacitor insulating film. A memory cell is constituted by an information storage capacitor having an upper electrode formed facing the inner surface,
A semiconductor integrated circuit device having a memory cell array region in which memory cells are arranged, and a peripheral circuit region around the memory cell array region, wherein an insulating film having a thickness corresponding to the height of an information storage capacitor is provided on the peripheral circuit. In this case, a step between the memory cell array region and the peripheral circuit region is eliminated.

【0045】また、前記半導体集積回路装置であって、
情報蓄積用容量素子を構成する下部電極により生じる凹
部を、情報蓄積用容量素子を構成する上部電極により埋
め込んだものである。
Further, in the semiconductor integrated circuit device,
The recess formed by the lower electrode forming the information storage capacitor is filled with the upper electrode forming the information storage capacitor.

【0046】また、前記半導体集積回路装置であって、
情報蓄積用容量素子がメモリセル選択用MISFETの
上部に形成され、情報蓄積用容量素子が、下部電極とメ
モリセル選択用MISFETとを接続するプラグの一部
からなる円柱電極、および、その外周に形成され容量絶
縁膜を介して形成された同心円筒電極を含む円筒形容量
素子と一体に形成されているものである。
Further, in the semiconductor integrated circuit device,
An information storage capacitance element is formed above the memory cell selection MISFET, and the information storage capacitance element is formed on a cylindrical electrode comprising a part of a plug connecting the lower electrode and the memory cell selection MISFET, and on an outer periphery thereof. It is formed integrally with a cylindrical capacitance element including a concentric cylindrical electrode formed via a capacitance insulating film.

【0047】このような半導体集積回路装置は、前記し
た(1)〜(8)の製造方法により製造することが可能
である。
Such a semiconductor integrated circuit device can be manufactured by the above-described manufacturing methods (1) to (8).

【0048】(10)本発明の半導体集積回路装置は、
メモリセル選択用MISFETと、メモリセル選択用M
ISFETに直列に接続され、下部電極、下部電極に接
して形成された容量絶縁膜、および容量絶縁膜を介し下
部電極に対向して形成された上部電極を備えた情報蓄積
用容量素子とを含むメモリセルを有する半導体集積回路
装置であって、下部電極および上部電極の双方が少なく
とも窒化チタンを含む導電材からなり、容量絶縁膜が少
なくとも多結晶酸化タンタルを含む絶縁膜からなるもの
である。
(10) The semiconductor integrated circuit device of the present invention
MISFET for memory cell selection and M for memory cell selection
Including a lower electrode, a capacitive insulating film formed in contact with the lower electrode, and an information storage capacitive element having an upper electrode formed opposite to the lower electrode via the capacitive insulating film and connected in series to the ISFET. In a semiconductor integrated circuit device having a memory cell, both a lower electrode and an upper electrode are made of a conductive material containing at least titanium nitride, and a capacitive insulating film is made of an insulating film containing at least polycrystalline tantalum oxide.

【0049】このような半導体集積回路装置によれば、
下部電極および上部電極の双方が少なくとも窒化チタン
を含む導電材からなり、容量絶縁膜が少なくとも多結晶
酸化タンタルを含む絶縁膜からなるため、蓄積電荷量の
増加を図ることが可能となる。すなわち、多結晶酸化タ
ンタルは高誘電率材料であり、また、下部電極の窒化チ
タンの酸化物は導電体であり、仮にシリコン材料を下部
電極に用いた場合のようにシリコン酸化膜の生成による
容量絶縁膜の実質的な膜厚の増加がなく、シリコン酸化
膜の生成を防止するシリコン窒化膜の形成を必要としな
いためである。
According to such a semiconductor integrated circuit device,
Since both the lower electrode and the upper electrode are made of a conductive material containing at least titanium nitride, and the capacitive insulating film is made of an insulating film containing at least polycrystalline tantalum oxide, the amount of accumulated charges can be increased. That is, polycrystalline tantalum oxide is a high dielectric constant material, and the oxide of titanium nitride in the lower electrode is a conductor, and the capacitance due to the formation of a silicon oxide film as if a silicon material was used for the lower electrode. This is because there is no substantial increase in the thickness of the insulating film, and it is not necessary to form a silicon nitride film for preventing generation of a silicon oxide film.

【0050】(11)また、前記(10)記載の半導体
集積回路装置において、メモリセル選択用MISFET
と下部電極とを接続するプラグを窒化チタンを主成分と
する導電材とすることができる。
(11) In the semiconductor integrated circuit device according to the above (10), the memory cell selecting MISFET
The plug connecting the electrode and the lower electrode can be made of a conductive material containing titanium nitride as a main component.

【0051】このような半導体集積回路装置によれば、
プラグを低抵抗化して半導体集積回路装置の応答速度
(メモリの読み出し、書き込み速度)を向上することが
できる。なお、プラグの主成分を下部電極材料である窒
化チタンと同一にするため、その親和性を向上すること
も可能となる。
According to such a semiconductor integrated circuit device,
The response speed (memory read / write speed) of the semiconductor integrated circuit device can be improved by reducing the resistance of the plug. In addition, since the main component of the plug is the same as that of the lower electrode material, titanium nitride, the affinity can be improved.

【0052】(12)なお、前記(10)または(1
1)記載の半導体集積回路装置において、下部電極と容
量絶縁膜との界面には10nm以下の膜厚の酸化チタン膜
を形成することができる。
(12) The above (10) or (1)
In the semiconductor integrated circuit device described in 1), a titanium oxide film having a thickness of 10 nm or less can be formed at the interface between the lower electrode and the capacitor insulating film.

【0053】このような酸化チタン膜は、容量絶縁膜で
ある酸化タンタル膜の酸素雰囲気による熱処理により生
成する場合と、酸化タンタル膜の堆積前にあらかじめ形
成しておく場合の2種類がある。いずれにしろ酸化チタ
ン膜は導電膜であり、容量絶縁膜の膜厚の増加には関係
なく、容量値を増加して蓄積電荷量を増加することがで
きる。
There are two types of such a titanium oxide film: a case where the tantalum oxide film serving as a capacitive insulating film is formed by a heat treatment in an oxygen atmosphere, and a case where the titanium oxide film is formed before the tantalum oxide film is deposited. In any case, the titanium oxide film is a conductive film, and the capacitance value can be increased to increase the amount of accumulated charge regardless of the increase in the thickness of the capacitor insulating film.

【0054】(13)本発明の半導体集積回路装置の製
造方法は、メモリセル選択用MISFETと、メモリセ
ル選択用MISFETに直列に接続され、下部電極、下
部電極に接して形成された容量絶縁膜、および容量絶縁
膜を介し下部電極に対向して形成された上部電極を備え
た情報蓄積用容量素子とを含むメモリセルを有する半導
体集積回路装置の製造方法であって、(a)CVD法に
より下部電極となる窒化チタン膜を堆積し、その窒化チ
タン膜を非酸化性雰囲気で熱処理する工程、(b)CV
D法により酸化タンタル膜を堆積し、非酸化性雰囲気で
熱処理して酸化タンタル膜を結晶化して多結晶酸化タン
タル膜に変換する工程、(c)多結晶酸化タンタル膜を
酸化性雰囲気で熱処理し、多結晶酸化タンタル膜を改質
すると同時に窒化チタン膜と多結晶酸化タンタル膜との
界面に酸化チタンを形成する工程、(d)CVD法によ
り上部電極となる窒化チタン膜を堆積する工程を含むも
のである。
(13) In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, a memory cell selecting MISFET, a lower electrode, and a capacitor insulating film formed in contact with the lower electrode are connected in series to the memory cell selecting MISFET. And a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a memory cell including an information storage capacitor element having an upper electrode formed opposite to a lower electrode with a capacitor insulating film interposed therebetween. Depositing a titanium nitride film to be a lower electrode and subjecting the titanium nitride film to a heat treatment in a non-oxidizing atmosphere; (b) CV
Depositing a tantalum oxide film by a method D, heat treating in a non-oxidizing atmosphere to crystallize the tantalum oxide film and convert it to a polycrystalline tantalum oxide film, and (c) heat treating the polycrystalline tantalum oxide film in an oxidizing atmosphere. Forming a titanium oxide film at the interface between the titanium nitride film and the polycrystalline tantalum oxide film while modifying the polycrystalline tantalum oxide film, and (d) depositing a titanium nitride film to be an upper electrode by a CVD method. It is a thing.

【0055】このような半導体集積回路装置の製造方法
によれば、前記した(10)〜(12)の半導体集積回
路装置を製造することができる。
According to such a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, the above-described semiconductor integrated circuit devices (10) to (12) can be manufactured.

【0056】(14)また、前記(13)記載の半導体
集積回路装置の製造方法において、(a)工程の後に、
窒化チタン膜の表面に酸化チタン膜を形成する工程を含
むことができる。
(14) In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to (13), after the step (a),
The method may include forming a titanium oxide film on the surface of the titanium nitride film.

【0057】このような半導体集積回路装置の製造方法
によれば、酸化タンタル膜の堆積前に窒化チタンの酸化
膜をあらかじめ形成しているため、多結晶酸化タンタル
膜の酸化性雰囲気での熱処理により多結晶酸化タンタル
膜を改質する工程において酸素の侵入を抑制することが
できる。仮に、窒化チタンの酸化物を形成しない場合に
は、窒化チタン膜と多結晶酸化タンタル膜との界面に形
成される酸化チタン膜の体積が大きくなり、多結晶酸化
タンタル膜に応力を与えてその絶縁性を阻害することが
考えられるが、本発明の場合はそのような不具合を抑制
することができる。
According to such a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, since the titanium nitride oxide film is formed before the tantalum oxide film is deposited, the polycrystalline tantalum oxide film is subjected to the heat treatment in an oxidizing atmosphere. In the step of modifying the polycrystalline tantalum oxide film, entry of oxygen can be suppressed. If the oxide of titanium nitride is not formed, the volume of the titanium oxide film formed at the interface between the titanium nitride film and the polycrystalline tantalum oxide film becomes large, and stress is applied to the polycrystalline tantalum oxide film. Although it is conceivable that the insulation property is impaired, in the case of the present invention, such a problem can be suppressed.

【0058】(15)本発明の半導体集積回路装置の製
造方法は、メモリセル選択用MISFETと、メモリセ
ル選択用MISFETに直列に接続され、下部電極、下
部電極に接して形成された容量絶縁膜、および容量絶縁
膜を介し下部電極に対向して形成された上部電極を備え
た情報蓄積用容量素子とを含むメモリセルを有する半導
体集積回路装置の製造方法であって、メモリセル選択用
MISFETと下部電極とを接続するプラグの一部を、
メモリセル選択用MISFETの上部に配置されるビッ
ト線と同時に形成するものである。
(15) In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, a MISFET for selecting a memory cell, and a lower electrode, a capacitor insulating film formed in contact with the lower electrode, connected in series with the MISFET for selecting a memory cell. And a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a memory cell including an information storage capacitive element having an upper electrode formed opposite to a lower electrode via a capacitive insulating film, comprising: a memory cell selecting MISFET; Part of the plug that connects to the lower electrode,
It is formed simultaneously with the bit line arranged above the memory cell selection MISFET.

【0059】このような半導体集積回路装置の製造方法
によれば、ビット線の形成工程によりプラグを形成して
工程を簡略化することができる。
According to such a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, the plug can be formed by the step of forming the bit line, and the process can be simplified.

【0060】[0060]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において、同一の機能を有する部材には同
一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In all the drawings for describing the embodiments, members having the same functions are denoted by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.

【0061】(実施の形態1)図1は、本実施の形態の
DRAMを形成した半導体チップの全体平面図である。
図示のように、単結晶シリコンからなる半導体チップ1
Aの主面には、X方向(半導体チップ1Aの長辺方向)
およびY方向(半導体チップ1Aの短辺方向)に沿って
多数のメモリアレイMARYがマトリクス状に配置され
ている。X方向に沿って互いに隣接するメモリアレイM
ARYの間にはセンスアンプSAが配置されている。半
導体チップ1Aの主面の中央部には、ワードドライバW
D、データ線選択回路などの制御回路や、入出力回路、
ボンディングパッドなどが配置されている。
(First Embodiment) FIG. 1 is an overall plan view of a semiconductor chip on which a DRAM according to the present embodiment is formed.
As shown, a semiconductor chip 1 made of single crystal silicon
X direction (long side direction of semiconductor chip 1A) on the main surface of A
And a large number of memory arrays MARY are arranged in a matrix along the Y direction (the short side direction of the semiconductor chip 1A). Memory arrays M adjacent to each other along the X direction
A sense amplifier SA is arranged between ARY. A word driver W is provided at the center of the main surface of the semiconductor chip 1A.
D, control circuits such as data line selection circuits, input / output circuits,
Bonding pads and the like are arranged.

【0062】図2は、上記DRAMの等価回路図であ
る。図示のように、このDRAMのメモリアレイ(MA
RY)は、マトリクス状に配置された複数のワード線W
L(WLn-1 、WLn 、WLn+1 …)と複数のビット線
BLおよびそれらの交点に配置された複数のメモリセル
(MC)により構成されている。1ビットの情報を記憶
する1個のメモリセルは、1個の情報蓄積用容量素子C
とこれに直列に接続された1個のメモリセル選択用MI
SFETQsとで構成されている。メモリセル選択用M
ISFETQsのソース、ドレインの一方は、情報蓄積
用容量素子Cと電気的に接続され、他方はビット線BL
と電気的に接続されている。ワード線WLの一端は、ワ
ードドライバWDに接続され、ビット線BLの一端は、
センスアンプSAに接続されている。
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the DRAM. As shown, the memory array of this DRAM (MA
RY) includes a plurality of word lines W arranged in a matrix.
L (WLn-1, WLn, WLn + 1...), A plurality of bit lines BL, and a plurality of memory cells (MC) arranged at their intersections. One memory cell for storing one bit of information is composed of one information storage capacitor C
And one memory cell selecting MI connected in series
SFET Qs. M for memory cell selection
One of a source and a drain of the ISFET Qs is electrically connected to the information storage capacitor C, and the other is a bit line BL.
Is electrically connected to One end of the word line WL is connected to a word driver WD, and one end of the bit line BL is
It is connected to the sense amplifier SA.

【0063】次に、本実施の形態のDRAMの製造方法
を図3〜図41を用いて工程順に説明する。
Next, a method of manufacturing the DRAM of this embodiment will be described in the order of steps with reference to FIGS.

【0064】まず、図3に示すように、p型で比抵抗が
10Ωcm程度の半導体基板1を850℃程度でウェット
酸化してその表面に膜厚10nm程度の薄い酸化シリコン
膜2を形成した後、この酸化シリコン膜2の上部にCV
D(Chemical Vapor Deposition )法で膜厚140nm程
度の窒化シリコン膜3を堆積する。酸化シリコン膜2
は、後の工程で素子分離溝の内部に埋め込まれる酸化シ
リコン膜をシンタリング(焼き締め)するときなどに基
板に加わるストレスを緩和するために形成される。窒化
シリコン膜3は酸化されにくい性質を持つので、その下
部(活性領域)の基板表面の酸化を防止するマスクとし
て利用される。
First, as shown in FIG. 3, a p-type semiconductor substrate 1 having a specific resistance of about 10 Ωcm is wet-oxidized at about 850 ° C. to form a thin silicon oxide film 2 having a thickness of about 10 nm on its surface. CV is formed on the silicon oxide film 2
A silicon nitride film 3 having a thickness of about 140 nm is deposited by a D (Chemical Vapor Deposition) method. Silicon oxide film 2
Is formed to alleviate the stress applied to the substrate when sintering (burning) a silicon oxide film embedded in the element isolation groove in a later step. Since the silicon nitride film 3 has the property of being hardly oxidized, it is used as a mask for preventing the oxidation of the substrate surface below (the active region).

【0065】次に、図4に示すように、フォトレジスト
膜4をマスクにして窒化シリコン膜3、酸化シリコン膜
2および半導体基板1をドライエッチングすることによ
り、素子分離領域の半導体基板1に深さ300〜400
nm程度の溝5aを形成する。溝5aを形成するには、フ
ォトレジスト膜4をマスクにして窒化シリコン膜3をド
ライエッチングし、次いでフォトレジスト膜4を除去し
た後、窒化シリコン膜3をマスクにして酸化シリコン膜
2および半導体基板1をドライエッチングしてもよい。
Next, as shown in FIG. 4, the silicon nitride film 3, the silicon oxide film 2 and the semiconductor substrate 1 are dry-etched using the photoresist film 4 as a mask, so that the semiconductor substrate 1 in the element isolation region is deeply etched. 300-400
A groove 5a of about nm is formed. In order to form the groove 5a, the silicon nitride film 3 is dry-etched using the photoresist film 4 as a mask, the photoresist film 4 is removed, and then the silicon oxide film 2 and the semiconductor substrate are etched using the silicon nitride film 3 as a mask. 1 may be dry-etched.

【0066】次に、フォトレジスト膜4を除去した後、
図5に示すように、前記のエッチングによって溝5aの
内壁に生じたダメージ層を除去するために、半導体基板
1を850〜900℃程度でウェット酸化して溝5aの
内壁に膜厚10nm程度の薄い酸化シリコン膜6を形成す
る。
Next, after removing the photoresist film 4,
As shown in FIG. 5, in order to remove a damaged layer formed on the inner wall of the groove 5a by the above-described etching, the semiconductor substrate 1 is wet-oxidized at about 850 to 900 ° C. and the inner wall of the groove 5a has a film thickness of about 10 nm. A thin silicon oxide film 6 is formed.

【0067】次に、図6に示すように、半導体基板1上
に膜厚300〜400nm程度の酸化シリコン膜7を堆積
した後、半導体基板1を1000℃程度でドライ酸化す
ることにより、溝5aに埋め込まれた酸化シリコン膜7
の膜質を改善するためのシンタリング(焼き締め)を行
う。酸化シリコン膜7は、例えばオゾン(O3 )とテト
ラエトキシシラン(TEOS)とをソースガスに用いた
プラズマCVD法で堆積する。
Next, as shown in FIG. 6, after a silicon oxide film 7 having a thickness of about 300 to 400 nm is deposited on the semiconductor substrate 1, the semiconductor substrate 1 is dry-oxidized at about 1000 ° C., thereby forming the trench 5a. Silicon oxide film 7 embedded in
(Sintering) is performed to improve the film quality. The silicon oxide film 7 is deposited by, for example, a plasma CVD method using ozone (O 3 ) and tetraethoxysilane (TEOS) as a source gas.

【0068】次に、図7に示すように、酸化シリコン膜
7の上部にCVD法で膜厚140nm程度の窒化シリコン
膜8を堆積した後、図8に示すように、フォトレジスト
膜9をマスクにして窒化シリコン膜8をドライエッチン
グすることにより、メモリアレイと周辺回路との境界部
のような相対的に広い面積の溝5aの上部のみに窒化シ
リコン膜8を残す。溝5aの上部に残った窒化シリコン
膜8は、次の工程で酸化シリコン膜7をCMP法で研磨
して平坦化する際に、相対的に広い面積の溝5aの内部
の酸化シリコン膜7が相対的に狭い面積の溝5aの内部
の酸化シリコン膜7に比べて深く研磨される現象(ディ
ッシング;dishing )を防止するために形成される。
Next, as shown in FIG. 7, a silicon nitride film 8 having a thickness of about 140 nm is deposited on the silicon oxide film 7 by a CVD method, and then, as shown in FIG. Then, the silicon nitride film 8 is dry-etched to leave the silicon nitride film 8 only on the upper portion of the groove 5a having a relatively large area such as the boundary between the memory array and the peripheral circuit. When the silicon nitride film 8 remaining on the groove 5a is planarized by polishing the silicon oxide film 7 by a CMP method in the next step, the silicon oxide film 7 inside the groove 5a having a relatively large area is removed. It is formed in order to prevent a phenomenon (dishing) that is polished deeper than the silicon oxide film 7 inside the groove 5a having a relatively small area.

【0069】次に、フォトレジスト膜9を除去した後、
図9に示すように、窒化シリコン膜3、8をストッパに
用いたCMP法で酸化シリコン膜7を研磨して溝5aの
内部に残すことにより、素子分離溝5を形成する。
Next, after removing the photoresist film 9,
As shown in FIG. 9, the element isolation groove 5 is formed by polishing the silicon oxide film 7 by a CMP method using the silicon nitride films 3 and 8 as stoppers and leaving the silicon oxide film 7 inside the groove 5a.

【0070】次に、熱リン酸を用いたウェットエッチン
グで窒化シリコン膜3、8を除去した後、図10に示す
ように、メモリセルを形成する領域(メモリアレイ)の
半導体基板1にn型不純物、例えばP(リン)をイオン
打ち込みしてn型半導体領域10を形成し、メモリアレ
イと周辺回路の一部(nチャネル型MISFETを形成
する領域)にp型不純物、例えばB(ホウ素)をイオン
打ち込みしてp型ウエル11を形成し、周辺回路の他の
一部(pチャネル型MISFETを形成する領域)にn
型不純物、例えばP(リン)をイオン打ち込みしてn型
ウエル12を形成する。また、このイオン打ち込みに続
いて、MISFETのしきい値電圧を調整するための不
純物、例えばBF2(フッ化ホウ素) をp型ウエル11お
よびn型ウエル12にイオン打ち込みする。n型半導体
領域10は、入出力回路などから半導体基板1を通じて
メモリアレイのp型ウエル11にノイズが侵入するのを
防止するために形成される。
Next, after the silicon nitride films 3 and 8 are removed by wet etching using hot phosphoric acid, as shown in FIG. 10, an n-type semiconductor substrate 1 in a region (memory array) where a memory cell is to be formed is formed. An n-type semiconductor region 10 is formed by ion-implanting an impurity, for example, P (phosphorus), and a p-type impurity, for example, B (boron) is added to a part of the memory array and peripheral circuits (a region for forming an n-channel MISFET). The p-type well 11 is formed by ion implantation, and n is formed in another part of the peripheral circuit (the region where the p-channel MISFET is formed).
An n-type well 12 is formed by ion implantation of a type impurity, for example, P (phosphorus). Subsequent to the ion implantation, impurities for adjusting the threshold voltage of the MISFET, for example, BF 2 (boron fluoride) are ion-implanted into the p-type well 11 and the n-type well 12. The n-type semiconductor region 10 is formed to prevent noise from entering the p-type well 11 of the memory array from the input / output circuit and the like through the semiconductor substrate 1.

【0071】次に、p型ウエル11およびn型ウエル1
2の各表面の酸化シリコン膜2をHF(フッ酸)系の洗
浄液を使って除去した後、半導体基板1を850℃程度
でウェット酸化してp型ウエル11およびn型ウエル1
2の各表面に膜厚7nm程度の清浄なゲート酸化膜13を
形成する。
Next, the p-type well 11 and the n-type well 1
After removing the silicon oxide film 2 on each surface of the semiconductor substrate 1 using a HF (hydrofluoric acid) -based cleaning solution, the semiconductor substrate 1 is wet-oxidized at about 850 ° C. to form a p-type well 11 and an n-type well 1.
Then, a clean gate oxide film 13 having a thickness of about 7 nm is formed on each surface of No. 2.

【0072】特に限定はされないが、上記ゲート酸化膜
13を形成した後、半導体基板1をNO(酸化窒素)雰
囲気中またはN2 O(亜酸化窒素)雰囲気中で熱処理す
ることによって、ゲート酸化膜13と半導体基板1との
界面に窒素を偏析させてもよい(酸窒化処理)。ゲート
酸化膜13が7nm程度まで薄くなると、半導体基板1と
の熱膨張係数差に起因して両者の界面に生じる歪みが顕
在化し、ホットキャリアの発生を誘発する。半導体基板
1との界面に偏析した窒素はこの歪みを緩和するので、
上記の酸窒化処理は、極薄ゲート酸化膜13の信頼性を
向上できる。
Although not particularly limited, after the gate oxide film 13 is formed, the semiconductor substrate 1 is subjected to a heat treatment in an NO (nitrogen oxide) atmosphere or an N 2 O (nitrogen oxide) atmosphere to form the gate oxide film. Nitrogen may be segregated at the interface between the semiconductor substrate 1 and the semiconductor substrate 1 (oxynitriding treatment). When the thickness of the gate oxide film 13 is reduced to about 7 nm, distortion generated at the interface between the semiconductor substrate 1 and the semiconductor substrate 1 due to a difference in thermal expansion coefficient becomes apparent, and hot carriers are generated. Nitrogen segregated at the interface with the semiconductor substrate 1 relaxes this distortion.
The above oxynitriding process can improve the reliability of the ultra-thin gate oxide film 13.

【0073】次に、図11に示すように、ゲート酸化膜
13の上部にゲート電極14A、14B、14Cを形成
する。ゲート電極14Aは、メモリセル選択用MISF
ETの一部を構成し、活性領域以外の領域ではワード線
WLとして使用される。このゲート電極14A(ワード
線WL)の幅、すなわちゲート長は、メモリセル選択用
MISFETの短チャネル効果を抑制して、しきい値電
圧を一定値以上に確保できる許容範囲内の最小寸法(例
えば0.24μm程度)で構成される。また、隣接するゲ
ート電極14A(ワード線WL)同士の間隔は、フォト
リソグラフィの解像限界で決まる最小寸法(例えば0.2
2μm)で構成される。ゲート電極14Bおよびゲート
電極14Cは、周辺回路のnチャネル型MISFETお
よびpチャネル型MISFETの各一部を構成する。
Next, as shown in FIG. 11, gate electrodes 14A, 14B and 14C are formed on the gate oxide film 13. The gate electrode 14A is provided with a memory cell selecting MISF.
It forms a part of the ET, and is used as a word line WL in a region other than the active region. The width of the gate electrode 14A (word line WL), that is, the gate length is the minimum dimension (for example, within an allowable range) in which the short channel effect of the memory cell selecting MISFET can be suppressed and the threshold voltage can be secured to a certain value or more. (About 0.24 μm). The distance between the adjacent gate electrodes 14A (word lines WL) is the minimum dimension (for example, 0.2) determined by the resolution limit of photolithography.
2 μm). The gate electrode 14B and the gate electrode 14C constitute each part of the n-channel MISFET and the p-channel MISFET of the peripheral circuit.

【0074】ゲート電極14A(ワード線WL)および
ゲート電極14B、14Cは、例えばP(リン)などの
n型不純物がドープされた膜厚70nm程度の多結晶シリ
コン膜を半導体基板1上にCVD法で堆積し、次いでそ
の上部に膜厚50nm程度のWN(タングステンナイトラ
イド)膜と膜厚100nm程度のW膜とをスパッタリング
法で堆積し、さらにその上部に膜厚150nm程度の窒化
シリコン膜15をCVD法で堆積した後、フォトレジス
ト膜16をマスクにしてこれらの膜をパターニングする
ことにより形成する。WN膜は、高温熱処理時にW膜と
多結晶シリコン膜とが反応して両者の界面に高抵抗のシ
リサイド層が形成されるのを防止するバリア層として機
能する。バリア層は、WN膜の他、TiN(チタンナイ
トライド)膜などを使用することもできる。
The gate electrode 14A (word line WL) and the gate electrodes 14B and 14C are formed by depositing a polycrystalline silicon film having a thickness of about 70 nm doped with an n-type impurity such as P (phosphorus) on the semiconductor substrate 1 by the CVD method. Then, a WN (tungsten nitride) film having a thickness of about 50 nm and a W film having a thickness of about 100 nm are deposited thereon by sputtering, and a silicon nitride film 15 having a thickness of about 150 nm is further deposited thereon. After deposition by the CVD method, these films are formed by patterning these films using the photoresist film 16 as a mask. The WN film functions as a barrier layer that prevents the W film and the polycrystalline silicon film from reacting during the high-temperature heat treatment to form a high-resistance silicide layer at the interface between them. As the barrier layer, a TiN (titanium nitride) film or the like can be used in addition to the WN film.

【0075】ゲート電極14A(ワード線WL)の一部
を低抵抗の金属(W)で構成した場合には、そのシート
抵抗を2〜2.5Ω/□程度にまで低減できるので、ワー
ド線遅延を低減することができる。また、ゲート電極1
4(ワード線WL)をAl配線などで裏打ちしなくとも
ワード線遅延を低減できるので、メモリセルの上部に形
成される配線層の数を1層減らすことができる。
When a part of the gate electrode 14A (word line WL) is made of low-resistance metal (W), its sheet resistance can be reduced to about 2 to 2.5 Ω / □, so that the word line delay is reduced. Can be reduced. Also, the gate electrode 1
Since the word line delay can be reduced without backing 4 (word line WL) with an Al wiring or the like, the number of wiring layers formed above the memory cells can be reduced by one.

【0076】次に、フォトレジスト膜16を除去した
後、フッ酸などのエッチング液を使って、半導体基板1
の表面に残ったドライエッチング残渣やフォトレジスト
残渣などを除去する。このウェットエッチングを行う
と、ゲート電極14A(ワード線WL)およびゲート電
極14B、14Cの下部以外の領域のゲート酸化膜13
が削られると同時に、ゲート側壁下部のゲート酸化膜1
3も等方的にエッチングされてアンダーカットが生じる
ため、そのままではゲート酸化膜13の耐圧が低下す
る。そこで、半導体基板1を900℃程度でウェット酸
化することによって、削れたゲート酸化膜13の膜質を
改善する。
Next, after removing the photoresist film 16, the semiconductor substrate 1 is etched using an etching solution such as hydrofluoric acid.
Dry etching residues and photoresist residues remaining on the surface of the substrate are removed. When this wet etching is performed, the gate oxide film 13 in a region other than the region under the gate electrode 14A (word line WL) and the gate electrodes 14B and 14C is formed.
At the same time that the gate oxide film 1 under the gate sidewall is removed.
3 is also isotropically etched and an undercut occurs, so that the breakdown voltage of the gate oxide film 13 is reduced as it is. Therefore, the film quality of the shaved gate oxide film 13 is improved by wet oxidizing the semiconductor substrate 1 at about 900 ° C.

【0077】次に、図12に示すように、n型ウエル1
2にp型不純物、例えばB(ホウ素)をイオン打ち込み
してゲート電極14Cの両側のn型ウエル12にp-
半導体領域17を形成する。また、p型ウエル11にn
型不純物、例えばP(リン)をイオン打ち込みしてゲー
ト電極14Bの両側のp型ウエル11にn- 型半導体領
域18を形成し、ゲート電極14Aの両側のp型ウエル
11にn型半導体領域19を形成する。これにより、メ
モリアレイにメモリセル選択用MISFETQsが形成
される。
Next, as shown in FIG.
A p - type semiconductor region 17 is formed in the n-type well 12 on both sides of the gate electrode 14C by ion implantation of a p-type impurity, for example, B (boron) into the gate electrode 14C. In addition, the p-type well 11 has n
An n - type semiconductor region 18 is formed in the p-type well 11 on both sides of the gate electrode 14B by ion-implanting a p-type impurity, for example, P (phosphorus), and an n - type semiconductor region 19 is formed in the p-type well 11 on both sides of the gate electrode 14A. To form As a result, the memory cell selecting MISFET Qs is formed in the memory array.

【0078】次に、図13に示すように、半導体基板1
上にCVD法で膜厚50〜100nm程度の窒化シリコン
膜20を堆積した後、図14に示すように、メモリアレ
イの窒化シリコン膜20をフォトレジスト膜21で覆
い、周辺回路の窒化シリコン膜20を異方性エッチング
することにより、ゲート電極14B、14Cの側壁にサ
イドウォールスペーサ20aを形成する。このエッチン
グは、ゲート酸化膜13や素子分離溝5に埋め込まれた
酸化シリコン膜7の削れ量を最少とするために、酸化シ
リコン膜に対する窒化シリコン膜20のエッチングレー
トが大きくなるようなエッチングガスを使用して行う。
また、ゲート電極14B、14C上の窒化シリコン膜1
5の削れ量を最少とするために、オーバーエッチング量
を必要最小限にとどめるようにする。
Next, as shown in FIG.
After a silicon nitride film 20 having a thickness of about 50 to 100 nm is deposited thereon by the CVD method, the silicon nitride film 20 of the memory array is covered with a photoresist film 21 as shown in FIG. Is anisotropically etched to form sidewall spacers 20a on the side walls of the gate electrodes 14B and 14C. In this etching, an etching gas that increases the etching rate of the silicon nitride film 20 with respect to the silicon oxide film is used in order to minimize the shaving amount of the silicon oxide film 7 buried in the gate oxide film 13 and the element isolation trench 5. Use to do.
The silicon nitride film 1 on the gate electrodes 14B and 14C
In order to minimize the shaving amount of No. 5, the amount of over-etching is kept to a necessary minimum.

【0079】次に、フォトレジスト膜21を除去した
後、図15に示すように、周辺回路領域のn型ウエル1
2にp型不純物、例えばB(ホウ素)をイオン打ち込み
してpチャネル型MISFETのp+ 型半導体領域22
(ソース、ドレイン)を形成し、周辺回路領域のp型ウ
エル11にn型不純物、例えばAs(ヒ素)をイオン打
ち込みしてnチャネル型MISFETのn+ 型半導体領
域23(ソース、ドレイン)を形成する。これにより、
周辺回路領域にLDD(Lightly Doped Drain) 構造を備
えたpチャネル型MISFETQpおよびnチャネル型
MISFETQnが形成される。
Next, after removing the photoresist film 21, as shown in FIG. 15, the n-type well 1 in the peripheral circuit region is formed.
2 is ion-implanted with a p-type impurity, for example, B (boron) to form ap + -type semiconductor region 22 of a p-channel MISFET.
(Source, drain) are formed, and an n-type impurity, for example, As (arsenic) is ion-implanted into the p-type well 11 in the peripheral circuit region to form an n + -type semiconductor region 23 (source, drain) of the n-channel MISFET. I do. This allows
A p-channel MISFET Qp and an n-channel MISFET Qn having an LDD (Lightly Doped Drain) structure are formed in the peripheral circuit region.

【0080】次に、図16に示すように、半導体基板1
上に膜厚300nm程度のSOG(スピンオングラス)膜
24をスピン塗布した後、半導体基板1を800℃、1
分程度熱処理してSOG膜24をシンタリング(焼き締
め)する。
Next, as shown in FIG.
After spin coating an SOG (spin-on-glass) film 24 having a thickness of about 300 nm on the semiconductor substrate 1,
The heat treatment is performed for about a minute, and the SOG film 24 is sintered (sintered).

【0081】次に、図17に示すように、SOG膜24
の上部に膜厚600nm程度の酸化シリコン膜25を堆積
した後、この酸化シリコン膜25をCMP法で研磨して
その表面を平坦化する。酸化シリコン膜25は、例えば
オゾン(O3 )とテトラエトキシシラン(TEOS)と
をソースガスに用いたプラズマCVD法で堆積する。
Next, as shown in FIG.
After a silicon oxide film 25 having a thickness of about 600 nm is deposited on the upper surface of the silicon oxide film 25, the silicon oxide film 25 is polished by a CMP method to flatten the surface. The silicon oxide film 25 is deposited by, for example, a plasma CVD method using ozone (O 3 ) and tetraethoxysilane (TEOS) as a source gas.

【0082】このように、本実施の形態では、ゲート電
極14A(ワード線WL)およびゲート電極14B、1
4Cの上部にリフロー性が高いSOG膜24を塗布し、
さらにその上部に堆積した酸化シリコン膜25をCMP
法で平坦化する。これにより、ゲート電極14A(ワー
ド線WL)同士の微細な隙間のギャップフィル性が向上
すると共に、ゲート電極14A(ワード線WL)および
ゲート電極14B、14Cの上部の絶縁膜の平坦化を実
現することができる。
As described above, in the present embodiment, the gate electrode 14A (word line WL) and the gate electrodes 14B,
Apply SOG film 24 with high reflow properties on top of 4C,
Further, the silicon oxide film 25 deposited on the
Flattening by the method. Thereby, the gap fill property of the fine gap between the gate electrodes 14A (word lines WL) is improved, and the flattening of the insulating film on the gate electrodes 14A (word lines WL) and the gate electrodes 14B and 14C is realized. be able to.

【0083】次に、図18に示すように、酸化シリコン
膜25の上部に膜厚100nm程度の酸化シリコン膜26
を堆積する。この酸化シリコン膜26は、CMP法で研
磨されたときに生じた前記酸化シリコン膜25の表面の
微細な傷を補修するために堆積する。酸化シリコン膜2
6は、例えばオゾン(O3 )とテトラエトキシシラン
(TEOS)とをソースガスに用いたプラズマCVD法
で堆積する。酸化シリコン膜25の上部には、上記酸化
シリコン膜26に代えてPSG(Phospho Silicate Glas
s)膜などを堆積してもよい。
Next, as shown in FIG. 18, a silicon oxide film 26 having a thickness of about 100 nm
Is deposited. The silicon oxide film 26 is deposited in order to repair fine scratches on the surface of the silicon oxide film 25 generated when the silicon oxide film 25 is polished by the CMP method. Silicon oxide film 2
6 is deposited by a plasma CVD method using, for example, ozone (O 3 ) and tetraethoxysilane (TEOS) as a source gas. On top of the silicon oxide film 25, a PSG (Phospho Silicate Glas
s) A film or the like may be deposited.

【0084】次に、図19に示すように、フォトレジス
ト膜27をマスクにしたドライエッチングでメモリセル
選択用MISFETQsのn型半導体領域19(ソー
ス、ドレイン)の上部の酸化シリコン膜26、25およ
びSOG膜24を除去する。このエッチングは、窒化シ
リコン膜20に対する酸化シリコン膜26、25および
SOG膜24のエッチングレートが大きくなるような条
件で行い、n型半導体領域19や素子分離溝5の上部を
覆っている窒化シリコン膜20が完全には除去されない
ようにする。
Next, as shown in FIG. 19, the silicon oxide films 26, 25 on the n-type semiconductor region 19 (source, drain) of the memory cell selecting MISFET Qs are dry-etched using the photoresist film 27 as a mask. The SOG film 24 is removed. This etching is performed under such a condition that the etching rates of the silicon oxide films 26 and 25 and the SOG film 24 with respect to the silicon nitride film 20 are increased, and the silicon nitride film covering the n-type semiconductor region 19 and the upper part of the element isolation trench 5 is formed. 20 is not completely removed.

【0085】なお、図19における酸化シリコン膜26
およびレジスト膜27の表面は、図18に示すような周
辺回路領域における酸化シリコン膜25表面に沿って落
ち込み(段差)形状を成している。図19はその形状を
省略している。
The silicon oxide film 26 shown in FIG.
The surface of the resist film 27 has a dip (step) along the surface of the silicon oxide film 25 in the peripheral circuit region as shown in FIG. FIG. 19 omits its shape.

【0086】続いて、図20に示すように、上記フォト
レジスト膜27をマスクにしたドライエッチングでメモ
リセル選択用MISFETQsのn型半導体領域19
(ソース、ドレイン)の上部の窒化シリコン膜20とゲ
ート酸化膜13とを除去することにより、n型半導体領
域19(ソース、ドレイン)の一方の上部にコンタクト
ホール28を形成し、他方の上部にコンタクトホール2
9を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 20, the n-type semiconductor region 19 of the memory cell selecting MISFET Qs is dry-etched using the photoresist film 27 as a mask.
By removing the silicon nitride film 20 and the gate oxide film 13 above the (source, drain), a contact hole 28 is formed in one upper part of the n-type semiconductor region 19 (source, drain) and in the other upper part. Contact hole 2
9 is formed.

【0087】このエッチングは、酸化シリコン膜(ゲー
ト酸化膜13および素子分離溝5内の酸化シリコン膜
7)に対する窒化シリコン膜15のエッチングレートが
大きくなるような条件で行い、n型半導体領域19や素
子分離溝5が深く削れないようにする。また、このエッ
チングは、窒化シリコン膜20が異方的にエッチングさ
れるような条件で行い、ゲート電極14A(ワード線W
L)の側壁に窒化シリコン膜20が残るようにする。こ
れにより、フォトリソグラフィの解像限界以下の微細な
径を有するコンタクトホール28、29がゲート電極1
4A(ワード線WL)に対して自己整合で形成される。
コンタクトホール28、29をゲート電極14A(ワー
ド線WL)に対して自己整合で形成するには、あらかじ
め窒化シリコン膜20を異方性エッチングしてゲート電
極14A(ワード線WL)の側壁にサイドウォールスペ
ーサを形成しておいてもよい。
This etching is performed under such conditions that the etching rate of the silicon nitride film 15 with respect to the silicon oxide film (the gate oxide film 13 and the silicon oxide film 7 in the element isolation trench 5) is increased. The element isolation groove 5 is prevented from being cut deeply. This etching is performed under such conditions that the silicon nitride film 20 is anisotropically etched, and the gate electrode 14A (word line W
The silicon nitride film 20 is left on the side wall of L). As a result, the contact holes 28 and 29 having a fine diameter smaller than the resolution limit of photolithography are formed in the gate electrode 1.
4A (word line WL) is formed in a self-aligned manner.
In order to form the contact holes 28 and 29 in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 14A (word line WL), the silicon nitride film 20 is anisotropically etched in advance to form a sidewall on the side wall of the gate electrode 14A (word line WL). A spacer may be formed.

【0088】次に、フォトレジスト膜27を除去した
後、フッ酸+フッ化アンモニウム混液などのエッチング
液を使って、コンタクトホール28、29の底部に露出
した基板表面のドライエッチング残渣やフォトレジスト
残渣などを除去する。その際、コンタクトホール28、
29の側壁に露出したSOG膜24もエッチング液に曝
されるが、SOG膜24は、前述した800℃程度のシ
ンタリングによってフッ酸系のエッチング液に対するエ
ッチングレートが低減されているので、このウェットエ
ッチング処理によってコンタクトホール28、29の側
壁が大きくアンダーカットされることはない。これによ
り、次の工程でコンタクトホール28、29の内部に埋
め込まれるプラグ同士のショートを確実に防止すること
ができる。
Next, after the photoresist film 27 is removed, dry etching residues or photoresist residues on the substrate surface exposed at the bottoms of the contact holes 28 and 29 are etched using an etching solution such as a mixed solution of hydrofluoric acid and ammonium fluoride. And so on. At that time, the contact hole 28,
The SOG film 24 exposed on the side wall of the S.sub.29 is also exposed to the etching solution. However, the SOG film 24 has a reduced etching rate with respect to a hydrofluoric acid-based etching solution by the above-described sintering at about 800.degree. The sidewalls of the contact holes 28 and 29 are not largely undercut by the etching process. As a result, it is possible to reliably prevent a short circuit between plugs embedded in the contact holes 28 and 29 in the next step.

【0089】次に、図21に示すように、コンタクトホ
ール28、29の内部にプラグ30を形成する。プラグ
30は、酸化シリコン膜26の上部にn型不純物(例え
ばP(リン))をドープした多結晶シリコン膜をCVD
法で堆積した後、この多結晶シリコン膜をCMP法で研
磨してコンタクトホール28、29の内部に残すことに
より形成する。
Next, as shown in FIG. 21, plugs 30 are formed inside the contact holes 28 and 29. The plug 30 is formed by depositing a polycrystalline silicon film doped with an n-type impurity (for example, P (phosphorus)) on the silicon oxide film 26 by CVD.
After the deposition by the method, the polycrystalline silicon film is polished by the CMP method and is formed by being left inside the contact holes 28 and 29.

【0090】次に、図22に示すように、酸化シリコン
膜26の上部に膜厚200nm程度の酸化シリコン膜31
を堆積した後、半導体基板1を800℃程度で熱処理す
る。酸化シリコン膜31は、例えばオゾン(O3 )とテ
トラエトキシシラン(TEOS)とをソースガスに用い
たプラズマCVD法で堆積する。この熱処理によって、
プラグ30を構成する多結晶シリコン膜中のn型不純物
がコンタクトホール28、29の底部からメモリセル選
択用MISFETQsのn型半導体領域19(ソース、
ドレイン)に拡散し、n型半導体領域19が低抵抗化さ
れる。
Next, as shown in FIG. 22, a silicon oxide film 31 having a thickness of about 200 nm is formed on the silicon oxide film 26.
Is deposited, the semiconductor substrate 1 is heat-treated at about 800 ° C. The silicon oxide film 31 is deposited by, for example, a plasma CVD method using ozone (O 3 ) and tetraethoxysilane (TEOS) as a source gas. By this heat treatment,
An n-type impurity in the polycrystalline silicon film forming the plug 30 is supplied from the bottom of the contact holes 28 and 29 to the n-type semiconductor region 19 (source,
Drain) and the resistance of the n-type semiconductor region 19 is reduced.

【0091】次に、図23に示すように、フォトレジス
ト膜32をマスクにしたドライエッチングで前記コンタ
クトホール28の上部の酸化シリコン膜31を除去して
プラグ30の表面を露出させる。次に、フォトレジスト
膜32を除去した後、図24に示すように、フォトレジ
スト膜33をマスクにしたドライエッチングで周辺回路
領域の酸化シリコン膜31、26、25、SOG膜24
およびゲート酸化膜13を除去することにより、nチャ
ネル型MISFETQnのn+ 型半導体領域23(ソー
ス、ドレイン)の上部にコンタクトホール34、35を
形成し、pチャネル型MISFETQpのp+ 型半導体
領域22(ソース、ドレイン)の上部にコンタクトホー
ル36、37を形成する。
Next, as shown in FIG. 23, the silicon oxide film 31 above the contact hole 28 is removed by dry etching using the photoresist film 32 as a mask to expose the surface of the plug 30. Next, after removing the photoresist film 32, as shown in FIG. 24, the silicon oxide films 31, 26, 25 and the SOG film 24 in the peripheral circuit region are dry-etched using the photoresist film 33 as a mask.
By removing the gate oxide film 13 and contact holes 34 and 35 above the n + -type semiconductor region 23 (source and drain) of the n-channel MISFET Qn, the p + -type semiconductor region 22 of the p-channel MISFET Qp Contact holes 36 and 37 are formed above (source, drain).

【0092】次に、フォトレジスト膜33を除去した
後、図25に示すように、酸化シリコン膜31の上部に
ビット線BLおよび周辺回路の第1層配線38、39を
形成する。ビット線BLおよび第1層配線38、39を
形成するには、まず酸化シリコン膜31の上部に膜厚5
0nm程度のTi膜をスパッタリング法で堆積し、半導体
基板1を800℃程度で熱処理する。次いで、Ti膜の
上部に膜厚50nm程度のTiN膜をスパッタリング法で
堆積し、さらにその上部に膜厚150nm程度のW膜と膜
厚200nm程度の窒化シリコン膜40とをCVD法で堆
積した後、フォトレジスト膜41をマスクにしてこれら
の膜をパターニングする。
Next, after removing the photoresist film 33, as shown in FIG. 25, the bit lines BL and the first layer wirings 38 and 39 of the peripheral circuit are formed on the silicon oxide film 31. In order to form the bit line BL and the first layer wirings 38 and 39, first, a film thickness 5
A Ti film of about 0 nm is deposited by a sputtering method, and the semiconductor substrate 1 is heat-treated at about 800 ° C. Next, a TiN film having a thickness of about 50 nm is deposited on the Ti film by a sputtering method, and a W film having a thickness of about 150 nm and a silicon nitride film 40 having a thickness of about 200 nm are further deposited thereon by a CVD method. These films are patterned using the photoresist film 41 as a mask.

【0093】酸化シリコン膜31の上部にTi膜を堆積
した後、半導体基板1を800℃程度で熱処理すること
により、Ti膜と下地Siとが反応し、nチャネル型M
ISFETQnのn+ 型半導体領域23(ソース、ドレ
イン)の表面とpチャネル型MISFETQpのp+
半導体領域22(ソース、ドレイン)の表面とプラグ3
0の表面とに低抵抗のTiSi2 (チタンシリサイド)
層42が形成される。これにより、n+ 型半導体領域2
3、p+ 型半導体領域22およびプラグ30に接続され
る配線(ビット線BL、第1層配線38、39)のコン
タクト抵抗を低減することができる。また、ビット線B
LをW膜/TiN膜/Ti膜で構成することにより、そ
のシート抵抗を2Ω/□以下にまで低減できるので、情
報の読み出し速度および書き込み速度を向上させること
ができると共に、ビット線BLと周辺回路の第1層配線
38、39とを一つの工程で同時に形成することができ
るので、DRAMの製造工程を短縮することができる。
さらに、周辺回路の第1層配線(38、39)をビット
線BLと同層の配線で構成した場合には、第1層配線を
メモリセルの上層のAl配線で構成する場合に比べて周
辺回路のMISFET(nチャネル型MISFETQ
n、pチャネル型MISFETQp)と第1層配線とを
接続するコンタクトホール(34〜37)のアスペクト
比が低減されるため、第1層配線の接続信頼性が向上す
る。
After a Ti film is deposited on the silicon oxide film 31, the semiconductor substrate 1 is subjected to a heat treatment at about 800 ° C., whereby the Ti film reacts with the underlying Si to form an n-channel type M.
Surface of n + -type semiconductor region 23 (source, drain) of ISFET Qn, surface of p + -type semiconductor region 22 (source, drain) of p-channel MISFET Qp, and plug 3
0 surface and low resistance TiSi2 (titanium silicide)
Layer 42 is formed. Thereby, the n + type semiconductor region 2
3. The contact resistance of the wiring (bit line BL, first layer wirings 38 and 39) connected to p + type semiconductor region 22 and plug 30 can be reduced. In addition, bit line B
By configuring L with a W film / TiN film / Ti film, the sheet resistance can be reduced to 2 Ω / □ or less, so that the information reading speed and the writing speed can be improved, and the bit line BL and the periphery can be improved. Since the first layer wirings 38 and 39 of the circuit can be formed simultaneously in one step, the DRAM manufacturing steps can be shortened.
Further, when the first layer wirings (38, 39) of the peripheral circuit are formed of the same layer as the bit line BL, the peripheral wiring is more peripheral than the case where the first layer wiring is formed of the upper layer Al wiring of the memory cell. MISFET (n-channel MISFETQ)
Since the aspect ratio of the contact holes (34 to 37) connecting the n-channel and p-channel MISFETs Qp) to the first layer wiring is reduced, the connection reliability of the first layer wiring is improved.

【0094】ビット線BLは、隣接するビット線BLと
の間に形成される寄生容量をできるだけ低減して情報の
読み出し速度および書き込み速度を向上させるために、
その間隔がその幅よりも長くなるように形成する。ビッ
ト線BLの間隔は例えば0.24μm程度とし、その幅は
例えば0.22μm程度とする。
The bit line BL is used to reduce the parasitic capacitance formed between the bit line BL and the adjacent bit line BL as much as possible to improve the information reading speed and the writing speed.
The gap is formed so as to be longer than the width. The interval between the bit lines BL is, for example, about 0.24 μm, and the width thereof is, for example, about 0.22 μm.

【0095】次に、フォトレジスト膜41を除去した
後、図26に示すように、ビット線BLの側壁と第1層
配線38、39の側壁とにサイドウォールスペーサ43
を形成する。サイドウォールスペーサ43は、ビット線
BLおよび第1層配線38、39の上部にCVD法で窒
化シリコン膜を堆積した後、この窒化シリコン膜を異方
性エッチングして形成する。
Next, after removing the photoresist film 41, as shown in FIG. 26, side wall spacers 43 are formed on the side walls of the bit lines BL and the side walls of the first layer wirings 38 and 39.
To form The side wall spacer 43 is formed by depositing a silicon nitride film on the bit line BL and the first layer wirings 38 and 39 by the CVD method, and then anisotropically etching the silicon nitride film.

【0096】次に、図27に示すように、ビット線BL
および第1層配線38、39の上部に膜厚300nm程度
のSOG膜44をスピン塗布する。次いで、半導体基板
1を800℃、1分程度熱処理してSOG膜44をシン
タリング(焼き締め)する。
Next, as shown in FIG.
Then, an SOG film 44 having a thickness of about 300 nm is spin-coated on the first layer wirings 38 and 39. Next, the semiconductor substrate 1 is heat-treated at 800 ° C. for about 1 minute to sinter (bake) the SOG film 44.

【0097】SOG膜44は、BPSG膜に比べてリフ
ロー性が高く、微細な配線間のギャップフィル性に優れ
ているので、フォトリソグラフィの解像限界程度まで微
細化されたビット線BL同士の隙間を良好に埋め込むこ
とができる。また、SOG膜44は、BPSG膜で必要
とされる高温、長時間の熱処理を行わなくとも高いリフ
ロー性が得られるため、ビット線BLの下層に形成され
たメモリセル選択用MISFETQsのソース、ドレイ
ンや周辺回路のMISFET(nチャネル型MISFE
TQn、pチャネル型MISFETQp)のソース、ド
レインに含まれる不純物の熱拡散を抑制して浅接合化を
図ることができる。さらに、ゲート電極14A(ワード
線WL)およびゲート電極14B、14Cを構成するメ
タル(W膜)の劣化を抑制できるので、DRAMのメモ
リセルおよび周辺回路を構成するMISFETの高性能
化を実現することができる。また、ビット線BLおよび
第1層配線38、39を構成するTi膜、TiN膜、W
膜の劣化を抑制して配線抵抗の低減を図ることができ
る。
Since the SOG film 44 has a higher reflow property than the BPSG film and is superior in the gap fill property between fine wirings, the gap between the bit lines BL miniaturized to the resolution limit of photolithography. Can be satisfactorily embedded. In addition, since the SOG film 44 can obtain high reflow properties without performing a high-temperature and long-time heat treatment required for the BPSG film, the source and drain of the memory cell selection MISFET Qs formed under the bit line BL are formed. And MISFETs for peripheral circuits (n-channel MISFE
TQn, the p-channel type MISFET Qp) can suppress the thermal diffusion of the impurities contained in the source and drain, and can achieve a shallow junction. Further, since the deterioration of the metal (W film) forming the gate electrode 14A (word line WL) and the gate electrodes 14B and 14C can be suppressed, the performance of the MISFET forming the memory cell and the peripheral circuit of the DRAM can be improved. Can be. Further, a Ti film, a TiN film, and a W film constituting the bit line BL and the first layer wirings 38 and 39 are formed.
Wiring resistance can be reduced by suppressing film deterioration.

【0098】次に、図28に示すように、SOG膜44
の上部に膜厚600nm程度の酸化シリコン膜45を堆積
した後、この酸化シリコン膜45をCMP法で研磨して
その表面を平坦化する。酸化シリコン膜45は、例えば
オゾン(O3 )とテトラエトキシシラン(TEOS)と
をソースガスに用いたプラズマCVD法で堆積する。
Next, as shown in FIG.
After a silicon oxide film 45 having a thickness of about 600 nm is deposited on the upper surface of the substrate, the silicon oxide film 45 is polished by a CMP method to flatten the surface. The silicon oxide film 45 is deposited by, for example, a plasma CVD method using ozone (O 3 ) and tetraethoxysilane (TEOS) as a source gas.

【0099】このように、本実施の形態では、ビット線
BLおよび第1層配線38、39の上部に成膜直後でも
平坦性が良好なSOG膜44を塗布し、さらにその上部
に堆積した酸化シリコン膜45をCMP法で平坦化す
る。これにより、ビット線BL同士の微細な隙間のギャ
ップフィル性が向上すると共に、ビット線BLおよび第
1層配線38、39の上部の絶縁膜の平坦化を実現する
ことができる。また、高温・長時間の熱処理を行わない
ため、メモリセルおよび周辺回路を構成するMISFE
Tの特性劣化を防止して高性能化を実現することができ
ると共に、ビット線BLおよび第1層配線38、39の
低抵抗化を図ることができる。
As described above, in the present embodiment, the SOG film 44 having good flatness is applied to the bit line BL and the first layer wirings 38 and 39 immediately after the film formation, and the oxidation deposited on the SOG film 44 is further formed thereon. The silicon film 45 is planarized by the CMP method. Thereby, the gap fill property of the minute gap between the bit lines BL is improved, and the flattening of the insulating film on the bit lines BL and the first layer wirings 38 and 39 can be realized. Further, since heat treatment at a high temperature for a long time is not performed, the MISFE forming the memory cell and the peripheral circuit is not required.
It is possible to achieve high performance by preventing the characteristic deterioration of T, and to reduce the resistance of the bit line BL and the first layer wirings 38 and 39.

【0100】なお、酸化シリコン膜45の上部に膜厚1
00nm程度の酸化シリコン膜を堆積してもよい。この酸
化シリコン膜は、CMP法で研磨されたときに生じた前
記酸化シリコン膜の表面の微細な傷を補修することがで
きる。このような酸化シリコン膜は、例えばオゾン(O
3 )とテトラエトキシシラン(TEOS)とをソースガ
スに用いたプラズマCVD法で堆積することができる。
Note that a film thickness of 1
A silicon oxide film of about 00 nm may be deposited. This silicon oxide film can repair fine scratches on the surface of the silicon oxide film generated when the silicon oxide film is polished by the CMP method. Such a silicon oxide film is made of, for example, ozone (O
3 ) and tetraethoxysilane (TEOS) can be deposited by a plasma CVD method using a source gas.

【0101】次に、図29に示すように、酸化シリコン
膜45の上部に膜厚50nm程度の窒化シリコン膜46を
堆積する。この窒化シリコン膜46は、後述する情報蓄
積用容量素子の下部電極を形成する工程で下部電極の間
の酸化シリコン膜をエッチングする際のエッチングスト
ッパとして使用される。したがって、窒化シリコン膜4
6は、後に説明する下部電極の間の酸化シリコン膜のエ
ッチング速度よりもエッチング速度の遅い窒化シリコン
材料で構成されている。
Next, as shown in FIG. 29, a silicon nitride film 46 having a thickness of about 50 nm is deposited on the silicon oxide film 45. The silicon nitride film 46 is used as an etching stopper when etching the silicon oxide film between the lower electrodes in a step of forming a lower electrode of the information storage capacitor element described later. Therefore, the silicon nitride film 4
Numeral 6 is made of a silicon nitride material whose etching rate is lower than the etching rate of the silicon oxide film between the lower electrodes described later.

【0102】次に、図30に示すように、フォトレジス
ト膜47をマスクにしたドライエッチングでコンタクト
ホール29の上部の窒化シリコン膜46、酸化シリコン
膜45、SOG膜44および酸化シリコン膜31を除去
してプラグ30の表面に達するスルーホール48を形成
する。このエッチングは、窒化シリコン膜46を窒化シ
リコンがエッチングされる条件でエッチングした後、酸
化シリコン膜45、31およびSOG膜44に対する窒
化シリコン膜のエッチングレートが小さくなるような条
件で行い、スルーホール48とビット線BLの合わせず
れが生じた場合でも、ビット線BLの上部の窒化シリコ
ン膜40やサイドウォールスペーサ43が深く削れない
ようにする。これにより、スルーホール48がビット線
BLに対して自己整合で形成される。
Next, as shown in FIG. 30, the silicon nitride film 46, the silicon oxide film 45, the SOG film 44 and the silicon oxide film 31 above the contact hole 29 are removed by dry etching using the photoresist film 47 as a mask. Then, a through hole 48 reaching the surface of the plug 30 is formed. This etching is performed under the condition that the silicon nitride film 46 is etched under the condition that the silicon nitride is etched, and then under the condition that the etching rate of the silicon nitride film with respect to the silicon oxide films 45 and 31 and the SOG film 44 is reduced. Even if misalignment between the silicon nitride film 40 and the bit line BL occurs, the silicon nitride film 40 and the sidewall spacer 43 above the bit line BL are not deeply shaved. As a result, the through hole 48 is formed in self alignment with the bit line BL.

【0103】次に、フォトレジスト膜47を除去した
後、フッ酸+フッ化アンモニウム混液などのエッチング
液を使って、スルーホール48の底部に露出したプラグ
30の表面のドライエッチング残渣やフォトレジスト残
渣などを除去する。その際、スルーホール48の側壁に
露出したSOG膜44もエッチング液に曝されるが、S
OG膜44は、前記800℃程度のシンタリングによっ
てフッ酸系のエッチング液に対するエッチングレートが
低減されているので、このウェットエッチング処理によ
ってスルーホール48の側壁が大きくアンダーカットさ
れることはない。これにより、次の工程でスルーホール
48の内部に埋め込まれるプラグとビット線BLとのシ
ョートを確実に防止することができる。また、プラグと
ビット線BLとを十分に離間させることができるので、
ビット線BLの寄生容量の増加を抑制することができ
る。
Next, after the photoresist film 47 is removed, a dry etching residue or a photoresist residue on the surface of the plug 30 exposed at the bottom of the through hole 48 is etched using an etching solution such as a mixed solution of hydrofluoric acid and ammonium fluoride. And so on. At this time, the SOG film 44 exposed on the side wall of the through hole 48 is also exposed to the etching solution.
Since the etching rate of the OG film 44 with respect to the hydrofluoric acid-based etchant is reduced by the sintering at about 800 ° C., the side wall of the through hole 48 is not largely undercut by the wet etching process. Accordingly, a short circuit between the plug buried in the through hole 48 and the bit line BL in the next step can be reliably prevented. Also, since the plug and the bit line BL can be sufficiently separated from each other,
An increase in the parasitic capacitance of the bit line BL can be suppressed.

【0104】次に、図31に示すように、スルーホール
48の内部にプラグ49を形成する。プラグ49は、窒
化シリコン膜46の上部にn型不純物(例えばP(リ
ン))をドープした多結晶シリコン膜をCVD法で堆積
した後、この多結晶シリコン膜をエッチバックしてスル
ーホール48の内部に残すことにより形成する。
Next, as shown in FIG. 31, a plug 49 is formed inside the through hole 48. The plug 49 is formed by depositing a polycrystalline silicon film doped with an n-type impurity (for example, P (phosphorus)) on the silicon nitride film 46 by a CVD method, and then etching back the polycrystalline silicon film to form a through hole 48. It is formed by leaving it inside.

【0105】次に、図32に示すように、窒化シリコン
膜46の上部に膜厚0.5μm程度の酸化シリコン膜53
を堆積した後、フォトレジスト膜54をマスクにしたド
ライエッチングで酸化シリコン膜53を除去することに
より、プラグ49を埋め込んだスルーホール48の上部
に溝55を形成する。酸化シリコン膜53は、例えばオ
ゾン(O3 )とテトラエトキシシラン(TEOS)とを
ソースガスに用いたプラズマCVD法で堆積する。
Next, as shown in FIG. 32, a silicon oxide film 53 having a thickness of about 0.5 μm is formed on the silicon nitride film 46.
After the silicon oxide film 53 is removed by dry etching using the photoresist film 54 as a mask, a groove 55 is formed above the through hole 48 in which the plug 49 is embedded. The silicon oxide film 53 is deposited by, for example, a plasma CVD method using ozone (O 3 ) and tetraethoxysilane (TEOS) as a source gas.

【0106】次に、フォトレジスト膜54を除去した
後、図33に示すように、酸化シリコン膜53の上部に
n型不純物(例えばP(リン))をドープした膜厚50
nm程度の多結晶シリコン膜56をCVD法で堆積する。
この多結晶シリコン膜56は、情報蓄積用容量素子の下
部電極材料として使用される。
Next, after removing the photoresist film 54, as shown in FIG. 33, an upper portion of the silicon oxide film 53 is doped with an n-type impurity (for example, P (phosphorus)) to a thickness of 50 nm.
A polycrystalline silicon film 56 of about nm is deposited by a CVD method.
This polycrystalline silicon film 56 is used as a lower electrode material of the information storage capacitor.

【0107】次に、図34に示すように、多結晶シリコ
ン膜56の上部に溝55を埋め込むに十分な膜厚(例え
ば0.4μm程度)の酸化シリコン膜57をたとえばCV
D法で形成した後、図35に示すように、酸化シリコン
膜57をたとえばドライエッチング法を用いてエッチバ
ックし溝55内にのみ酸化シリコン膜57を残存させ、
さらに酸化シリコン膜53の上部の多結晶シリコン膜5
6をエッチバックすることにより、溝55の内側(内壁
および底部)に多結晶シリコン膜56を残す。
Next, as shown in FIG. 34, a silicon oxide film 57 having a thickness (for example, about 0.4 μm) sufficient to fill the trench 55 is formed on the polycrystalline silicon film 56 by, for example, CV.
After the formation by the method D, as shown in FIG. 35, the silicon oxide film 57 is etched back by using, for example, a dry etching method to leave the silicon oxide film 57 only in the groove 55,
Further, the polycrystalline silicon film 5 on the silicon oxide film 53
By etching back 6, the polycrystalline silicon film 56 is left inside the groove 55 (the inner wall and the bottom).

【0108】次に、図36に示すように、周辺回路領域
の酸化シリコン膜53を覆うフォトレジスト膜58を形
成する。このフォトレジスト膜58は、メモリセルアレ
イ領域の最外端に位置する情報蓄積用容量素子の下部電
極となる多結晶シリコン膜56から5μm程度離れてい
ても問題はない。このため、フォトレジスト膜58を形
成するために高度なフォトリソグラフィの技術は必要で
はない。これにより製造工程の負荷を低減して製造方法
を簡略化できる。
Next, as shown in FIG. 36, a photoresist film 58 covering the silicon oxide film 53 in the peripheral circuit region is formed. There is no problem even if this photoresist film 58 is separated from the polycrystalline silicon film 56 which is the lower electrode of the information storage capacitor located at the outermost end of the memory cell array region by about 5 μm. Therefore, an advanced photolithography technique is not required to form the photoresist film 58. Thereby, the load on the manufacturing process can be reduced and the manufacturing method can be simplified.

【0109】次に、図37に示すように、表面が露出し
ている領域の酸化シリコン膜53および酸化シリコン膜
57を湿式エッチングにより除去する。湿式エッチング
は、たとえばフッ酸(HF)とフッ化アンモニウム(N
4 F)の1対20混合液に浸漬して行ない、下地の窒
化シリコン膜46が露出するまで行うことができる。
Next, as shown in FIG. 37, the silicon oxide film 53 and the silicon oxide film 57 in the region where the surface is exposed are removed by wet etching. The wet etching is performed, for example, by using hydrofluoric acid (HF) and ammonium fluoride (N
H 4 F) can be performed by immersion in a 1:20 mixed solution until the underlying silicon nitride film 46 is exposed.

【0110】この表面が露出している領域の酸化シリコ
ン膜53および酸化シリコン膜57の除去にはドライエ
ッチング法を用いることもできるが、酸化シリコン膜5
3のエッチング端部を傾斜面にするためには等方的にエ
ッチングが進行する湿式エッチングの方が都合が良い。
また、窒化シリコン膜46および多結晶シリコン膜56
とのエッチングの選択性を確保できる点においても湿式
エッチングの方が都合が良い。
The silicon oxide film 53 and the silicon oxide film 57 in the region where the surface is exposed can be removed by a dry etching method.
In order to make the etching end of 3 an inclined surface, wet etching in which etching proceeds isotropically is more convenient.
Further, the silicon nitride film 46 and the polycrystalline silicon film 56
The wet etching is more advantageous in that the etching selectivity can be ensured.

【0111】このようにして多結晶シリコン膜56から
なる下部電極60を形成する。なお、周辺回路領域には
酸化シリコン膜53が残存しているので、後に説明する
平坦化を容易に行うことができる。
Thus, lower electrode 60 made of polycrystalline silicon film 56 is formed. Since the silicon oxide film 53 remains in the peripheral circuit region, flattening described later can be easily performed.

【0112】なお、本実施の形態ではフォトレジスト膜
58を例示しているが、これに限られるものではない。
Although the present embodiment has exemplified the photoresist film 58, the present invention is not limited to this.

【0113】次に、フォトレジスト膜58を除去し、次
いで下部電極60を構成する多結晶シリコン膜(56)
の酸化を防止するために、半導体基板1をアンモニア雰
囲気中、800℃程度で熱処理して多結晶シリコン膜
(56)の表面を窒化して膜厚1.5nm程度の窒化シリコ
ン膜(図示せず)を形成した後、図38に示すように、
半導体基板1の全面に膜厚10nm程度のTa2 5(酸化
タンタル) 膜61をCVD法で堆積し、次いで半導体基
板1を800℃程度で熱処理してTa2 5 膜61の改
質処理を行う。このTa2 5 膜61は、情報蓄積用容
量素子の容量絶縁膜材料として使用される。
Next, the photoresist film 58 is removed, and then the polycrystalline silicon film (56) constituting the lower electrode 60 is formed.
In order to prevent oxidation of the semiconductor substrate 1, the surface of the polycrystalline silicon film (56) is nitrided by heat-treating the semiconductor substrate 1 at about 800 ° C. in an ammonia atmosphere to form a silicon nitride film (not shown) having a thickness of about 1.5 nm. ) Is formed, as shown in FIG.
A Ta 2 O 5 (tantalum oxide) film 61 having a film thickness of about 10 nm is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by a CVD method, and then the semiconductor substrate 1 is heat-treated at about 800 ° C. to modify the Ta 2 O 5 film 61. I do. This Ta 2 O 5 film 61 is used as a material of a capacitive insulating film of the information storage capacitor.

【0114】次に、図39に示すように、Ta2 5
61の上部にたとえばCVD法で膜厚50nm程度のTi
N膜62を堆積した後、フォトレジスト膜63をマスク
にしたドライエッチングでTiN膜62およびTa2
5 膜61をパターニングすることにより、TiN膜62
からなる上部電極と、Ta2 5 膜61からなる容量絶
縁膜と、多結晶シリコン膜56からなる下部電極60と
で構成される情報蓄積用容量素子Cを形成する。これに
より、メモリセル選択用MISFETQsとこれに直列
に接続された情報蓄積用容量素子Cとで構成されるDR
AMのメモリセルが完成する。
Next, as shown in FIG. 39, a Ti film having a thickness of about 50 nm is formed on the Ta 2 O 5 film 61 by, eg, CVD.
After depositing the N film 62, the TiN film 62 and the Ta 2 O are dry-etched using the photoresist film 63 as a mask.
5 By patterning the film 61, the TiN film 62
, An information storage capacitor C composed of a capacitor insulating film made of a Ta 2 O 5 film 61 and a lower electrode 60 made of a polycrystalline silicon film 56 is formed. Thus, the DR composed of the memory cell selecting MISFET Qs and the information storage capacitor C connected in series to the MISFET Qs is provided.
The AM memory cell is completed.

【0115】次に、フォトレジスト膜63を除去した
後、図40に示すように、情報蓄積用容量素子Cの上部
に膜厚40nm程度の酸化シリコン膜64を堆積する。酸
化シリコン膜64は、例えばオゾン(O3 )とテトラエ
トキシシラン(TEOS)とをソースガスに用いたプラ
ズマCVD法で堆積する。
Next, after removing the photoresist film 63, a silicon oxide film 64 having a thickness of about 40 nm is deposited on the information storage capacitor C as shown in FIG. The silicon oxide film 64 is deposited by a plasma CVD method using, for example, ozone (O 3 ) and tetraethoxysilane (TEOS) as a source gas.

【0116】その後、厚く形成してもヒビ割れの生じな
い厚膜のSOG膜65を回転塗付法により形成して表面
を平坦化する。この厚膜に塗付可能なSOG膜について
は、一例が特願平3−245499号公報に述べられて
おり、例えば東京応化社製の商品名タイプ8を用いるこ
とができる。
Thereafter, a thick SOG film 65 which does not cause cracking even when formed thickly is formed by spin coating to flatten the surface. An example of an SOG film that can be applied to this thick film is described in Japanese Patent Application No. 3-245499, and for example, a product name type 8 manufactured by Tokyo Ohkasha can be used.

【0117】次に、図41に示すように、フォトレジス
ト膜をマスクにしたドライエッチングで周辺回路の第1
層配線38の上部のSOG膜65、酸化シリコン膜6
4、53、窒化シリコン膜46、酸化シリコン膜45、
SOG膜44および窒化シリコン膜40を除去すること
により、スルーホール66aを形成する。また、同様に
上部電極であるTiN膜62の上部のSOG膜65、酸
化シリコン膜64を除去することにより、スルーホール
66bを形成する。その後、スルーホール66a、66
bの内部にプラグ67を形成し、続いてSOG膜65の
上部に第2層配線68を形成する。プラグ67は、SO
G膜65の上部にスパッタリング法で膜厚100nm程度
のTiN膜を堆積し、さらにその上部にCVD法で膜厚
500nm程度のW膜を堆積した後、これらの膜をエッチ
バックしてスルーホール66a、66bの内部に残すこ
とにより形成する。第2層配線68は、SOG膜65の
上部にスパッタリング法で膜厚50nm程度のTiN膜、
膜厚500nm程度のAl(アルミニウム)膜、膜厚50
nm程度のTi膜を堆積した後、フォトレジスト膜をマス
クにしたドライエッチングでこれらの膜をパターニング
して形成する。
Next, as shown in FIG. 41, first etching of the peripheral circuit is performed by dry etching using a photoresist film as a mask.
SOG film 65 and silicon oxide film 6 above layer wiring 38
4, 53, a silicon nitride film 46, a silicon oxide film 45,
By removing the SOG film 44 and the silicon nitride film 40, a through hole 66a is formed. Similarly, the through-hole 66b is formed by removing the SOG film 65 and the silicon oxide film 64 above the TiN film 62 as the upper electrode. Then, the through holes 66a, 66
A plug 67 is formed inside b, and then a second layer wiring 68 is formed above the SOG film 65. Plug 67 is an SO
A TiN film having a thickness of about 100 nm is deposited on the G film 65 by a sputtering method, and a W film having a thickness of about 500 nm is further deposited on the TiN film by a CVD method. , 66b. The second layer wiring 68 is formed by sputtering a TiN film having a thickness of about 50 nm on the SOG film 65,
Al (aluminum) film with thickness of about 500 nm, film thickness of 50
After depositing a Ti film of about nm, these films are patterned and formed by dry etching using a photoresist film as a mask.

【0118】その後、層間絶縁膜を介して第3層配線を
形成し、その上部に酸化シリコン膜と窒化シリコン膜と
で構成されたパッシベーション膜を堆積するが、その図
示は省略する。以上の工程により、本実施の形態のDR
AMが略完成する。
Thereafter, a third layer wiring is formed via an interlayer insulating film, and a passivation film composed of a silicon oxide film and a silicon nitride film is deposited thereon, but is not shown. Through the above steps, the DR of the present embodiment
AM is almost completed.

【0119】なお、第3層配線およびそれに接続するプ
ラグは第2層配線の場合と同様に形成することができ、
層間絶縁膜は、例えば膜厚300nm程度の酸化シリコン
膜、膜厚400nm程度のSOG膜および膜厚300nm程
度の酸化シリコン膜で構成できる。酸化シリコン膜は、
例えばオゾン(O3 )とテトラエトキシシラン(TEO
S)とをソースガスに用いたプラズマCVD法で堆積で
きる。
The third layer wiring and the plugs connected to it can be formed in the same manner as the second layer wiring.
The interlayer insulating film can be composed of, for example, a silicon oxide film having a thickness of about 300 nm, an SOG film having a thickness of about 400 nm, and a silicon oxide film having a thickness of about 300 nm. Silicon oxide film is
For example, ozone (O 3 ) and tetraethoxysilane (TEO)
S) can be deposited by a plasma CVD method using a source gas.

【0120】本実施の形態によれば、情報蓄積用容量素
子を形成した後に表面の平坦化が可能となり、従来、メ
モリセルアレイ領域と周辺回路領域に段差があった場
合、フォトリソグラフィ工程における露光焦点深度の余
裕度が減少してパターン形成が困難となる問題を解消で
きる、この結果、下部電極60の高さを高くして容量の
増加を図ることができる。
According to the present embodiment, the surface can be flattened after forming the information storage capacitive element. Conventionally, when there is a step between the memory cell array region and the peripheral circuit region, the exposure focus in the photolithography process is increased. The problem that the pattern formation becomes difficult due to a decrease in the depth margin can be solved. As a result, the capacitance can be increased by increasing the height of the lower electrode 60.

【0121】なお、本実施の形態ではビット線BLを金
属を含む積層膜で構成して、シリコン基板等とのコンタ
クトの耐熱性が乏しくなっても容量絶縁膜61に酸化タ
ンタル膜61cを用いているので熱処理の低温化が可能
となり、コンタクト部分での導通不良を回避できる利点
がある。
In this embodiment, the bit line BL is formed of a laminated film containing a metal, and the tantalum oxide film 61c is used as the capacitor insulating film 61 even if the heat resistance of the contact with the silicon substrate or the like becomes poor. Therefore, there is an advantage that the temperature of the heat treatment can be lowered and the conduction failure at the contact portion can be avoided.

【0122】(実施の形態2)図42は、本実施の形態
のDRAMの一例を示した断面図である。本実施の形態
のDRAMは、容量絶縁膜61および上部電極62の一
部がプラグ49の上部の周辺にも配置されたものであ
る。これにより蓄積電荷量の増加を図ることができる。
つまりプラグ49の上部を下部電極60に接続された円
柱電極とし、その回りに配置された同心円筒電極として
上部電極62を配置して、円柱形容量素子と、上部に開
口を有する筒形容量素子とを一体に形成して情報蓄積用
容量素子とするものである。
(Embodiment 2) FIG. 42 is a sectional view showing an example of a DRAM of the present embodiment. In the DRAM of the present embodiment, a part of the capacitance insulating film 61 and the upper electrode 62 is also arranged around the upper part of the plug 49. As a result, the amount of accumulated charges can be increased.
In other words, the upper part of the plug 49 is a cylindrical electrode connected to the lower electrode 60, and the upper electrode 62 is arranged as a concentric cylindrical electrode disposed therearound, so that a cylindrical capacitive element and a cylindrical capacitive element having an opening in the upper part are provided. Are integrally formed to form an information storage capacitor.

【0123】本実施の形態のDRAMの製造方法は、実
施の形態1における図37の工程までは同一である。
The method of manufacturing the DRAM of the present embodiment is the same as that of the first embodiment up to the step shown in FIG.

【0124】この後、図43に示すように、窒化シリコ
ン膜46をたとえば熱リン酸による湿式エッチング法に
よりエッチングする。このとき、酸化シリコン膜はエッ
チングされない。そのため、酸化シリコン膜53が一種
のマスクとして作用し、周辺回路領域の窒化シリコン膜
46の全てがエッチングされることを防止できる。
Thereafter, as shown in FIG. 43, the silicon nitride film 46 is etched by, for example, a wet etching method using hot phosphoric acid. At this time, the silicon oxide film is not etched. Therefore, the silicon oxide film 53 functions as a kind of mask, and it is possible to prevent the entire silicon nitride film 46 in the peripheral circuit region from being etched.

【0125】その後、図44に示すように、実施の形態
1と同様に、容量絶縁膜61、上部電極62を形成す
る。
Thereafter, as shown in FIG. 44, a capacitance insulating film 61 and an upper electrode 62 are formed as in the first embodiment.

【0126】その後の工程は実施の形態1と同様である
ため説明を省略する。このようにして本実施の形態のD
RAMがほぼ完成する。
The subsequent steps are the same as in the first embodiment, and a description thereof will not be repeated. In this way, D of the present embodiment
The RAM is almost completed.

【0127】(実施の形態3)本実施の形態では、情報
蓄積用容量素子の形成後にSOG膜で表面を平坦化す
る、より効果的な方法について図45を用いて説明す
る。
(Embodiment 3) In this embodiment, a more effective method of flattening the surface with an SOG film after forming an information storage capacitor will be described with reference to FIG.

【0128】情報蓄積用容量素子の形成後に厚膜のSO
G膜を形成する場合に以下のような問題が生じることが
ある。すなわち、実施の形態1における下部電極60は
上方に開口を有する筒形の形状を有するものであり、こ
の形状を反映して上部電極62の表面にも凹部が形成さ
れる。この凹部に厚膜のSOG膜65を塗布して表面の
平坦化を図る訳であるが、厚膜のSOG膜65は、回転
塗布法によって形成され、情報蓄積用容量素子を形成す
ることによって表面に生じる凹凸が大きくなる。すなわ
ち溝の幅が狭く且つ深くなると溝の内部を完全に充填す
ることができなくなる場合がある。このような場合、溝
の中央部、底部あるいは側面にボイドを生じ、これらの
ボイドは、後の工程で受ける熱処理により膨張して厚膜
のSOG膜65を破壊する場合があり好ましくない。な
お、実施の形態1で説明した、メモリセルアレイ領域と
周辺回路領域の境界領域に生じる溝(凹部)には幅に余
裕があるためこのような問題は発生しない。
After the formation of the information storage capacitor, a thick SO
When the G film is formed, the following problems may occur. That is, the lower electrode 60 according to the first embodiment has a cylindrical shape having an opening upward, and a concave portion is also formed on the surface of the upper electrode 62 reflecting this shape. A thick SOG film 65 is applied to the recess to flatten the surface. The thick SOG film 65 is formed by a spin coating method, and the surface is formed by forming an information storage capacitor. The unevenness generated on the surface becomes large. That is, when the width of the groove is narrow and deep, the inside of the groove may not be able to be completely filled. In such a case, voids are generated at the center, bottom, or side surfaces of the groove, and these voids may expand due to heat treatment received in a later step and break the thick SOG film 65, which is not preferable. Note that such a problem does not occur because the groove (concave portion) generated in the boundary region between the memory cell array region and the peripheral circuit region described in the first embodiment has a margin in width.

【0129】そこで、本実施の形態では以下の方法によ
りボイドの発生を回避する。図45は、本実施の形態の
製造方法の一例を示す断面図である。
Therefore, in the present embodiment, the generation of voids is avoided by the following method. FIG. 45 is a cross-sectional view illustrating an example of the manufacturing method according to the present embodiment.

【0130】すなわち、情報蓄積用容量素子の上部電極
69を溝が埋るように形成し、SOGを形成する前に予
めメモリセルアレイ領域を上部電極69自体で平坦化す
る。この上部電極による平坦化は、メモリセルアレイ領
域内に規則的に配置されている情報蓄積用容量素子の間
隔のうち最も長い部分の半分以上の膜厚を有する上部電
極材料をCVD法により堆積することにより達成でき
る。上部電極材料には、四塩化チタンとアンモニアを原
料として生成する窒化チタンや周知の多結晶シリコンな
どを用いることができる。
That is, the upper electrode 69 of the information storage capacitance element is formed so as to fill the groove, and the memory cell array region is previously flattened by the upper electrode 69 itself before forming the SOG. The flattening by the upper electrode is performed by depositing an upper electrode material having a thickness equal to or more than half of the longest part of the interval between the information storage capacitor elements regularly arranged in the memory cell array region by the CVD method. Can be achieved by As the upper electrode material, titanium nitride produced using titanium tetrachloride and ammonia as raw materials, well-known polycrystalline silicon, or the like can be used.

【0131】本実施の形態によれば情報蓄積用容量素子
を形成することによって生じる溝を情報蓄積用容量素子
の一構成要素となる上部電極69自体で充填することが
できるので、狭くて深い溝をSOGで充填する場合に発
生するボイド等によるDRAMの信頼性の低下を回避で
きる。
According to the present embodiment, the groove formed by forming the information storage capacitance element can be filled with the upper electrode 69 itself, which is a component of the information storage capacitance element. Can be prevented from being reduced due to voids or the like generated when the semiconductor device is filled with SOG.

【0132】(実施の形態4)本実施の形態では、情報
蓄積用容量素子の下部電極に金属もしくは金属化合物を
用いる場合のプラグの構成について図46を用いて説明
する。
(Embodiment 4) In this embodiment, a structure of a plug in the case where a metal or a metal compound is used for a lower electrode of an information storage capacitor will be described with reference to FIG.

【0133】図46は、実施の形態4のDRAMを示し
た断面図である。本実施の形態では、実施の形態1のプ
ラグ30の代わりに、ビット線BLと同時に形成される
金属プラグ70が形成されている。また、本実施の形態
では、下部電極60の下部に形成されるプラグ49も金
属プラグとすることができる。さらに下部電極60も金
属膜で形成することができる。金属プラグ、金属膜の材
質としては窒化チタン、あるいは窒化チタンとタングス
テンを例示できる。
FIG. 46 is a sectional view showing a DRAM of the fourth embodiment. In the present embodiment, a metal plug 70 formed simultaneously with the bit line BL is formed instead of the plug 30 of the first embodiment. In the present embodiment, the plug 49 formed below the lower electrode 60 can also be a metal plug. Further, the lower electrode 60 can also be formed of a metal film. Examples of the material of the metal plug and the metal film include titanium nitride or titanium nitride and tungsten.

【0134】本実施の形態のDRAMの製造方法は、実
施の形態1における図20のコンタクトホール28、2
9の開口までは同一である。次に、実施の形態1におけ
るプラグ30を形成することなく、ビット線BLを形成
する。なお、このとき周辺回路のコンタクトホール3
4、35、36、37をあらかじめ開口しておくことは
実施の形態1と同様である。
The method of manufacturing the DRAM of the present embodiment is similar to that of the first embodiment shown in FIG.
It is the same up to 9 openings. Next, the bit line BL is formed without forming the plug 30 in the first embodiment. At this time, contact holes 3 in the peripheral circuit
The opening of the holes 4, 35, 36 and 37 in advance is the same as in the first embodiment.

【0135】このようにして、金属プラグ70がビット
線BLおよび第1層配線38と同時に形成できる。
Thus, the metal plug 70 can be formed simultaneously with the bit line BL and the first layer wiring 38.

【0136】その後、実施の形態1の図30までの工程
は同一であり、図31において形成されるプラグ49の
代わりに窒化チタンからなる金属プラグ71を形成す
る。
Thereafter, the steps up to FIG. 30 of the first embodiment are the same, and a metal plug 71 made of titanium nitride is formed instead of the plug 49 formed in FIG.

【0137】さらに、実施の形態1の図33における多
結晶シリコン膜56の代わりに窒化チタン膜を堆積し、
実施の形態1と同様の工程により窒化チタンからなる下
部電極72を形成する。その他の工程は実施の形態1と
同様である。
Further, a titanium nitride film is deposited in place of the polycrystalline silicon film 56 in FIG.
A lower electrode 72 made of titanium nitride is formed by the same steps as in the first embodiment. Other steps are the same as in the first embodiment.

【0138】本実施の形態によれば、情報蓄積用容量素
子の下部電極72を窒化チタンで構成しているので、下
地の金属プラグ71を金属もしくは金属化合物で構成す
ることが可能となり、シリコンで構成する場合に比べ低
抵抗化でき、プラグの一部をビット線と同じ工程で形成
できる利点がある。
According to the present embodiment, since the lower electrode 72 of the information storage capacitor is made of titanium nitride, the underlying metal plug 71 can be made of a metal or a metal compound. There is an advantage that the resistance can be reduced as compared with the case of forming, and a part of the plug can be formed in the same process as the bit line.

【0139】(実施の形態5)本実施の形態では、情報
蓄積用容量素子の下部電極を島形に形成する場合の表面
の平坦化方法について図47〜図51を用いて説明す
る。図47〜図51は、実施の形態5の製造方法をその
工程順に説明した一部断面図である。
(Embodiment 5) In this embodiment, a method of flattening the surface when the lower electrode of the information storage capacitor is formed in an island shape will be described with reference to FIGS. 47 to 51 are partial cross-sectional views illustrating the manufacturing method of the fifth embodiment in the order of steps.

【0140】本実施の形態の製造方法は、実施の形態1
の図31までの工程については同様である。なお、図3
1におけるプラグ49は、本実施の形態では窒化チタン
からなる金属プラグ71とする。金属プラグ71は、全
面に窒化チタン膜をスルーホール48が埋まる程度の膜
厚でCVD法により堆積した後、堆積膜厚分だけエッチ
ング除去する周知の方法により形成できる。
The manufacturing method according to the present embodiment is similar to the manufacturing method according to the first embodiment.
This is the same for the steps up to FIG. Note that FIG.
The plug 49 in 1 is a metal plug 71 made of titanium nitride in the present embodiment. The metal plug 71 can be formed by a well-known method in which a titanium nitride film is deposited on the entire surface by a CVD method so as to fill the through hole 48, and then etched away by the deposited film thickness.

【0141】次に、図47に示すように、膜厚500nm
のタングステン膜をスパッタ法により全面に形成した
後、パターニングされたフォトレジスト膜73を所定の
位置に形成し、ドライエッチング法により前記タングス
テン膜を加工して下部電極74を形成する。
Next, as shown in FIG.
After a tungsten film is formed on the entire surface by a sputtering method, a patterned photoresist film 73 is formed at a predetermined position, and the tungsten film is processed by a dry etching method to form a lower electrode 74.

【0142】次に、図48に示すように、フォトレジス
ト膜73を除去した後、容量絶縁膜として厚さ15nmの
酸化タンタル膜(図示せず)をCVD法により形成し熱
処理を施した後、下部電極の間が埋るように窒化チタン
膜を全面に形成し、周辺回路領域の窒化チタン膜を周知
のリソグラフイとドライエッチング法により除去し、上
部電極75を形成する。
Next, as shown in FIG. 48, after removing the photoresist film 73, a tantalum oxide film (not shown) having a thickness of 15 nm is formed as a capacitive insulating film by a CVD method and heat-treated. A titanium nitride film is formed on the entire surface so as to fill the gap between the lower electrodes, and the titanium nitride film in the peripheral circuit region is removed by well-known lithography and dry etching to form an upper electrode 75.

【0143】次に、図49に示すように、厚さ500nm
の酸化シリコン膜76をCVD法により全面に形成す
る。酸化シリコン膜76は、たとえばオゾンとTEOS
を原料としたCVD法により形成することができる。
Next, as shown in FIG.
Is formed on the entire surface by a CVD method. The silicon oxide film 76 is made of, for example, ozone and TEOS.
Can be formed by a CVD method using as a raw material.

【0144】次に、図50に示すように、周辺回路領域
にフォトレジスト膜77を形成し、それをマスクとして
メモリセルアレイ領域の酸化シリコン膜76をたとえば
フッ酸溶液によりエッチング除去する。このように湿式
エッチングによりエッチングすることの効果は、実施の
形態1で説明した場合と同様である。
Next, as shown in FIG. 50, a photoresist film 77 is formed in the peripheral circuit region, and using the photoresist film as a mask, the silicon oxide film 76 in the memory cell array region is etched and removed using, for example, a hydrofluoric acid solution. The effect of etching by wet etching is the same as that described in the first embodiment.

【0145】次に、図51に示すように、フォトレジス
ト膜77を除去した後、厚さ50nmの酸化シリコン膜7
8を半導体基板1の全面に形成し、厚膜のSOG膜79
を塗布し形成して全面を平坦化する。酸化シリコン膜7
8および厚膜のSOG膜79は、実施の形態1における
酸化シリコン膜64および厚膜のSOG膜65と同様で
ある。
Next, as shown in FIG. 51, after removing the photoresist film 77, the silicon oxide film 7 having a thickness of 50 nm is formed.
8 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 1 and a thick SOG film 79 is formed.
Is applied and formed to flatten the entire surface. Silicon oxide film 7
8 and the thick SOG film 79 are the same as the silicon oxide film 64 and the thick SOG film 65 in the first embodiment.

【0146】その後の工程は、実施の形態1と同様であ
る。
The subsequent steps are the same as in the first embodiment.

【0147】本実施の形態によれば、情報蓄積用容量素
子の下部電極74が島形であっても表面の平坦化を達成
することができる。その結果、フォトリソグラフィの制
約を解消でき、島形の下部電極74の高さを高くして所
望の蓄積電荷量を確保できる。
According to the present embodiment, even if the lower electrode 74 of the information storage capacitor element has an island shape, the surface can be flattened. As a result, restrictions on photolithography can be eliminated, and the height of the island-shaped lower electrode 74 can be increased to secure a desired amount of accumulated charge.

【0148】なお、本実施の形態では、図51において
メモリセルアレイ領域と周辺回路領域との間の凹部を厚
膜のSOG膜79を塗布することにより平坦化する例を
示したが、図52および図53に示すように、フォトレ
ジスト膜77を除去した後、厚さ700nmの酸化シリコ
ン膜80をCVD法により形成し(図52)、その後、
酸化シリコン膜80の表面をCMP法により研磨して平
坦化を行ってもよい(図53)。なお、酸化シリコン膜
80は、島形の下部電極74の高さより厚くなるように
設定する。その後の工程は実施の形態1と同様に行うこ
とができる。
In this embodiment, the example in which the concave portion between the memory cell array region and the peripheral circuit region is flattened by applying a thick SOG film 79 in FIG. 51 is shown. As shown in FIG. 53, after removing the photoresist film 77, a silicon oxide film 80 having a thickness of 700 nm is formed by a CVD method (FIG. 52).
The surface of the silicon oxide film 80 may be polished by a CMP method to be planarized (FIG. 53). Note that the silicon oxide film 80 is set to be thicker than the height of the island-shaped lower electrode 74. Subsequent steps can be performed in the same manner as in Embodiment 1.

【0149】なお、本実施の形態では島形の下部電極7
4にタングステンを用いた例を示したが、これに限定さ
れるものではなく窒化チタンやその他の金属あるいは金
属化合物であってもよい。また、形成方法についてもス
パッタ法に限定されるものではなくCVD法であっても
よい。
In the present embodiment, the island-shaped lower electrode 7 is formed.
4 shows an example using tungsten, but the present invention is not limited to this, and titanium nitride or another metal or metal compound may be used. Also, the forming method is not limited to the sputtering method, but may be a CVD method.

【0150】(実施の形態6)本実施の形態では、情報
蓄積用容量素子の形成方法について図54〜図55を用
いて説明する。図54および図55は上部に開口を有す
る筒形の情報蓄積用容量素子の一例を示す断面図であ
る。
(Embodiment 6) In this embodiment, a method for forming an information storage capacitor will be described with reference to FIGS. 54 and 55 are cross-sectional views showing an example of a cylindrical information storage capacitor having an opening at the top.

【0151】本実施の形態のDRAMは、実施の形態1
におけるDRAMと情報蓄積用容量素子の部分を除きほ
ぼ同一である。従って、その同一の部分についての説明
は省略する。
The DRAM of the present embodiment is similar to that of the first embodiment.
Are almost the same as those of the DRAM except for the information storage capacitor element. Therefore, description of the same part is omitted.

【0152】図54(a)は、窒化シリコン膜46に形
成した、窒化チタンからなる金属プラグ81上に上部に
開口を有する筒形の下部電極となる窒化チタン膜82を
形成し、その表面を酸化して酸化チタン膜83を形成し
た状態を示している。金属プラグ81および窒化チタン
膜82の形成は、前記した実施の形態の金属プラグ71
および窒化チタンからなる下部電極72と同様である。
FIG. 54 (a) shows a titanium nitride film 82 serving as a cylindrical lower electrode having an opening at the top formed on a metal plug 81 made of titanium nitride formed on a silicon nitride film 46, and the surface thereof is formed. This shows a state where the titanium oxide film 83 is formed by oxidation. The formation of the metal plug 81 and the titanium nitride film 82 is performed by using the metal plug 71 of the above-described embodiment.
And the lower electrode 72 made of titanium nitride.

【0153】図54(b)は、さらに酸化タンタル膜8
4を形成した状態を示している。
FIG. 54B further shows a tantalum oxide film 8.
4 shows a state in which 4 is formed.

【0154】上部に開口を有する筒形の情報蓄積用容量
素子を実現する上で重要な点は、上部に開口を有する筒
形の下部電極の作成方法にある。すでに実施の形態1で
説明したように、下部電極60を円筒形に形成する場
合、まず母材となる酸化シリコン膜53に溝55を形成
し、その溝55の側壁及び底部に下部電極材料を残存さ
せることにより形成する。この時、下部電極材料の段差
被覆性の良否が上部に開口を有する筒形の下部電極60
の実現の可否を左右する。すなわち、段差被覆性が悪い
と溝55の底部領域の膜厚が薄くなってしまい母材をエ
ッチング除去した際に下部電極60が倒壊してしまい、
その形成が困難となる。従って、上部に開口を有する筒
形の下部電極の実現には電極材料堆積時の段差被覆性が
良いことが必須条件である。このような特性を有する電
極材料としては四塩化チタンとアンモニアを原料として
CVD法により生成する窒化チタン膜を例示することが
できる。
An important point in realizing a cylindrical information storage capacitor having an opening at the top is the method of forming a cylindrical lower electrode having an opening at the top. As described in the first embodiment, when the lower electrode 60 is formed in a cylindrical shape, first, a groove 55 is formed in the silicon oxide film 53 serving as a base material, and a lower electrode material is formed on a side wall and a bottom of the groove 55. It is formed by leaving it. At this time, the quality of the step coverage of the lower electrode material depends on whether or not the cylindrical lower electrode 60 has an opening at the top.
Determines the realization of That is, if the step coverage is poor, the thickness of the bottom region of the groove 55 becomes thin, and the lower electrode 60 collapses when the base material is removed by etching.
Its formation becomes difficult. Therefore, in order to realize a cylindrical lower electrode having an opening in the upper part, good step coverage during electrode material deposition is an essential condition. An example of an electrode material having such characteristics is a titanium nitride film formed by a CVD method using titanium tetrachloride and ammonia as raw materials.

【0155】したがって本実施の形態では窒化チタン膜
82による下部電極を形成する。以下に製造方法を説明
する。
Therefore, in this embodiment, the lower electrode is formed by the titanium nitride film 82. The manufacturing method will be described below.

【0156】窒化チタン膜82の形成後、750℃の窒
素雰囲気中で3分熱処理を行う。この熱処理は、窒化チ
タンの再結晶化を促進させることを目的としており、後
で行なう酸化タンタル膜に対する熱処理温度より高い温
度で実施することが望ましい。その後、窒化チタン膜8
2の表面に厚さ5nmの酸化チタン膜83を形成する。
After the formation of the titanium nitride film 82, heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere at 750 ° C. for 3 minutes. This heat treatment is intended to promote the recrystallization of titanium nitride, and is desirably performed at a temperature higher than the heat treatment temperature for the tantalum oxide film to be performed later. Then, the titanium nitride film 8
Then, a titanium oxide film 83 having a thickness of 5 nm is formed on the surface of Step 2.

【0157】次に、誘電体として厚さ15nmの酸化タン
タル膜84をCVD法により形成する。その後、725
℃のアルゴン雰囲気中で3分熱処理し、酸化タンタルを
結晶化させる。さらに400℃のオゾン雰囲気中で5分
熱処理し、酸化タンタルの酸化改質を行なう。この後、
実施の形態1と同様に窒化チタン膜を形成し上部電極を
形成して情報蓄積用容量素子を構成することができる。
Next, a tantalum oxide film 84 having a thickness of 15 nm is formed as a dielectric by a CVD method. Then 725
Heat treatment in an argon atmosphere at 3 ° C. for 3 minutes to crystallize the tantalum oxide. Further, heat treatment is performed for 5 minutes in an ozone atmosphere at 400 ° C. to oxidize and reform tantalum oxide. After this,
As in Embodiment 1, an information storage capacitor can be formed by forming a titanium nitride film and forming an upper electrode.

【0158】図55は、下部電極となる窒化チタン膜の
表面に酸化チタン膜を形成する処理を酸化タンタル膜の
形成後に行なう手順を示している。
FIG. 55 shows a procedure for performing a process of forming a titanium oxide film on the surface of a titanium nitride film serving as a lower electrode after forming a tantalum oxide film.

【0159】窒化チタン膜85で上部に開口を有する筒
形の下部電極を形成した後、窒素雰囲気中で750℃、
3分間の熱処理を施し、厚さ15nmの酸化タンタル膜8
6を堆積する。
After forming a cylindrical lower electrode having an opening in the upper portion with the titanium nitride film 85, the lower electrode is heated at 750 ° C. in a nitrogen atmosphere.
Heat treatment for 3 minutes, tantalum oxide film 8 with a thickness of 15 nm
6 is deposited.

【0160】次に、725℃のアルゴン雰囲気中で3分
間熱処理し、酸化タンタル膜86を結晶化させた後、4
00℃のオゾン雰囲気中で熱処理した。このとき酸化タ
ンタル膜86の改質と同時に下地の窒化チタン膜85の
表面に厚さ3〜5nmの酸化チタン膜87が形成されるよ
うに熱処理時間を制御できる。この後、前記同様の上部
電極を形成し情報蓄積用容量素子を構成することができ
る。
Next, a heat treatment is performed for 3 minutes in an argon atmosphere at 725 ° C. to crystallize the tantalum oxide film 86.
Heat treatment was performed in an ozone atmosphere at 00 ° C. At this time, the heat treatment time can be controlled so that the titanium oxide film 87 having a thickness of 3 to 5 nm is formed on the surface of the underlying titanium nitride film 85 simultaneously with the modification of the tantalum oxide film 86. Thereafter, an upper electrode similar to the above is formed to form an information storage capacitor.

【0161】図56は、上記した方法で得られた情報蓄
積用容量素子の特性の一例を示している。半導体記憶装
置に用いる情報蓄積用容量素子に要求される重要な特性
の一つに実効膜厚がある。実効膜厚は、容量絶縁膜の材
料の如何に係らず二酸化シリコンからなることを仮定し
て、その情報蓄積用容量素子の有する容量から得られる
電気的膜厚を示す。実効膜厚が薄いほど大きな容量が得
られることになる。
FIG. 56 shows an example of the characteristics of the information storage capacitor obtained by the above method. One of the important characteristics required for an information storage capacitor used in a semiconductor memory device is an effective film thickness. The effective film thickness indicates the electric film thickness obtained from the capacitance of the information storage capacitor, assuming that the film is made of silicon dioxide regardless of the material of the capacitor insulating film. As the effective film thickness becomes smaller, a larger capacity is obtained.

【0162】図56は、酸化タンタルをアルゴン雰囲気
中で熱処理した時の熱処理温度(横軸)と実効膜厚(縦
軸)の関係を示している。図中Aは酸化タンタルの物理
的膜厚が20nmの場合を、Bは10nmの場合を各々示し
ている。いずれの場合も熱処理温度が高くなるのに伴な
って実効膜厚が薄くなっている。725℃では、Bの場
合で実効膜厚が0.9nmを示している。これは、例えば従
来の情報蓄積用容量素子における実効膜厚が3nmで、そ
のときに必要な円筒電極の高さが600nmであったとす
ると、実効膜厚0.9nmでは円筒電極の高さを約200nm
まで低くできることを意味しており、半導体記憶装置と
しての製造工程の構築において極めて大きな利点とな
る。すなわち、情報蓄積用容量素子の高さを低減して製
造工程における加工の難易度を低減することが可能とな
る。
FIG. 56 shows the relationship between the heat treatment temperature (horizontal axis) and the effective film thickness (vertical axis) when tantalum oxide is heat-treated in an argon atmosphere. In the figure, A shows the case where the physical film thickness of tantalum oxide is 20 nm, and B shows the case where it is 10 nm. In each case, the effective film thickness is reduced as the heat treatment temperature is increased. At 725 ° C., the effective film thickness of B is 0.9 nm in the case of B. This is because, for example, assuming that the effective film thickness of the conventional information storage capacitor element is 3 nm and the height of the cylindrical electrode required at that time is 600 nm, the height of the cylindrical electrode is reduced by about 0.9 nm at the effective film thickness. 200nm
This means that it can be reduced to as low as this, which is an extremely great advantage in the construction of a manufacturing process as a semiconductor memory device. That is, it is possible to reduce the height of the information storage capacitor and reduce the difficulty of processing in the manufacturing process.

【0163】本実施の形態によれば、下部電極としてに
CVD法で形成する窒化チタン膜82、85を用いてい
るので上方に開口を有する筒形の下部電極の形成が容易
となり、かつ窒化チタンはシリコンを含有していないた
め、その上層に酸化タンタル膜84、86が形成された
状態で熱処理を行っても、誘電率の低い二酸化シリコン
が生成されることがない。このため実効膜厚を薄くで
き、大きな容量を得ることができる。
According to the present embodiment, since the titanium nitride films 82 and 85 formed by the CVD method are used as the lower electrodes, it is easy to form a cylindrical lower electrode having an opening above, and the titanium nitride Since silicon does not contain silicon, even if heat treatment is performed in a state where the tantalum oxide films 84 and 86 are formed thereon, silicon dioxide having a low dielectric constant is not generated. Therefore, the effective film thickness can be reduced, and a large capacity can be obtained.

【0164】(実施の形態7)本実施の形態では情報蓄
積用容量素子の高さが高くなった時に生じる情報蓄積用
容量素子の倒壊防止方法について図57および図58を
用いて説明する。
(Embodiment 7) In this embodiment, a method for preventing the information storage capacitor from collapsing when the height of the information storage capacitor is increased will be described with reference to FIGS. 57 and 58. FIG.

【0165】図57および図58は、本実施の形態の製
造方法をその工程順に説明した一部断面図である。
FIGS. 57 and 58 are partial cross-sectional views illustrating the manufacturing method of this embodiment in the order of steps.

【0166】本実施の形態の製造方法は、実施の形態1
の図31までの工程については同様である。
The manufacturing method of the present embodiment is similar to that of the first embodiment.
This is the same for the steps up to FIG.

【0167】次に、図57に示すように、窒化シリコン
膜46の所定の領域に埋込まれた金属プラグ71に接続
するように酸化シリコン53に溝55を形成した後、前
記した窒化チタン膜88を前面に形成し、溝55内を有
機物89で充填する。有機物89としては、フォトレジ
ストもしくはポリイミドイソインドロキュナゾリンジオ
ンの如きポリイミド樹脂を例示できる。
Next, as shown in FIG. 57, a groove 55 is formed in the silicon oxide 53 so as to connect to a metal plug 71 embedded in a predetermined region of the silicon nitride film 46, and then the above-described titanium nitride film is formed. A groove 88 is formed on the front surface, and the inside of the groove 55 is filled with an organic substance 89. Examples of the organic material 89 include a photoresist and a polyimide resin such as polyimide isoindolo-cunazolinedione.

【0168】次に、図58に示すように、酸化シリコン
53上に露出している窒化チタン膜88を除去し、溝5
5内にのみ窒化チタン膜88を残存させる。また、溝5
5内を充填した有機物89をも除去した後、前記した実
施の形態と同様に酸化タンタルからなる容量絶縁膜(図
示せず)を形成し、上部電極として窒化チタン膜90を
形成し、情報蓄積用容量素子を形成する。
Next, as shown in FIG. 58, the titanium nitride film 88 exposed on the silicon oxide 53 is removed, and the trench 5 is removed.
5, the titanium nitride film 88 is left. Also, groove 5
After removing the organic material 89 filling the inside of the semiconductor device 5, a capacitive insulating film (not shown) made of tantalum oxide is formed in the same manner as in the above-described embodiment, and a titanium nitride film 90 is formed as an upper electrode to store information. A capacitive element for use is formed.

【0169】その後、実施の形態1と同様に層間絶縁膜
を形成し、実施の形態1と同様のプラグ67および第2
層配線68を形成することができる。なお、本実施の形
態では、メモリセルアレイ領域と周辺回路領域との間に
は凹部が形成されないため、層間絶縁膜の一部にSOG
膜を用いる必要はない。
Thereafter, an interlayer insulating film is formed in the same manner as in the first embodiment, and the plug 67 and the second
The layer wiring 68 can be formed. In this embodiment, since no recess is formed between the memory cell array region and the peripheral circuit region, the SOG is partially formed in the interlayer insulating film.
There is no need to use a membrane.

【0170】本実施の形態によれば、上部に開口を有す
る筒形の下部電極を形成するために用いた母材である酸
化シリコン膜53を除去せずに、支えとしてそのまま残
すため、下部電極である窒化チタン膜88が倒壊するこ
とがない。また、メモリセルアレイ領域と周辺回路領域
の境界に生じる段差は、上部電極である窒化チタン膜9
0の膜厚分でせいぜい100nmであり、上層配線を形成
するためのフォトリソグラフィにおいては、ほとんど問
題にならない。さらに、支えとして母材を残すので情報
蓄積用容量素子が相対的に細くなっても倒壊することが
ないので高さを高くして容量の拡大を図ることができ
る。
According to the present embodiment, the silicon oxide film 53 which is the base material used for forming the cylindrical lower electrode having the opening at the upper portion is not removed, but is left as it is as a support. Is not collapsed. Further, a step at the boundary between the memory cell array region and the peripheral circuit region is caused by the titanium nitride film 9 serving as the upper electrode.
The film thickness of 0 is at most 100 nm, which is almost no problem in photolithography for forming an upper wiring. Further, since the base material is left as a support, the information storage capacitor element does not collapse even if it becomes relatively thin, so that the height can be increased and the capacity can be increased.

【0171】(実施の形態8)本実施の形態では、情報
蓄積用容量素子の高さを高くしてなおかつ容量の増大を
図ることができる方法について図59〜図63を用いて
説明する。
(Embodiment 8) In this embodiment, a method for increasing the capacitance while increasing the height of the information storage capacitor will be described with reference to FIGS.

【0172】図59〜図63は、本実施の形態の製造方
法をその工程順に説明した一部断面図である。
FIGS. 59 to 63 are partial cross-sectional views illustrating the manufacturing method of the present embodiment in the order of steps.

【0173】本実施の形態の製造方法は、実施の形態7
の下部電極である窒化チタン膜88の形成までは同様で
ある(図59)。
The manufacturing method according to the present embodiment corresponds to the method according to the seventh embodiment.
This is the same up to the formation of the titanium nitride film 88 as the lower electrode (FIG. 59).

【0174】その後、図60に示すように、母材として
用いた酸化シリコン膜53を元の厚さの3割程度残るよ
うにエッチングして除去する。さらに前記した容量絶縁
膜の形成方法に基き酸化タンタル膜(図示せず)を形成
して熱処理を施した。その状態で周辺回路領域の所定の
位置に、リソグラフイとドライエッチングを用いて接続
孔91を設け、フォトレジスト膜を除去した後窒化チタ
ン膜を全面に形成して情報蓄積用容量素子の上部電極9
0と周辺回路のプラグ92を同時に形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 60, the silicon oxide film 53 used as the base material is removed by etching so that about 30% of the original thickness remains. Further, a tantalum oxide film (not shown) was formed and heat-treated based on the above-described method of forming the capacitive insulating film. In this state, a connection hole 91 is provided at a predetermined position in the peripheral circuit region using lithography and dry etching. After removing the photoresist film, a titanium nitride film is formed on the entire surface to form an upper electrode of the information storage capacitor. 9
0 and the plug 92 of the peripheral circuit are formed at the same time.

【0175】次に、図61に示すように、厚さ50nm程
度の窒化シリコン膜93を全面に形成し、先に除去した
酸化シリコン膜53の除去膜厚分の膜厚を有する新たな
酸化シリコン膜94をCVD法により半導体基板1の全
面に堆積する。
Next, as shown in FIG. 61, a silicon nitride film 93 having a thickness of about 50 nm is formed on the entire surface, and a new silicon oxide film having a thickness corresponding to the removed film thickness of the silicon oxide film 53 previously removed is formed. A film 94 is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate 1 by a CVD method.

【0176】その後、実施の形態1と同様にフォトレジ
スト膜95を形成しメモリセルアレイ領域の酸化シリコ
ン膜94を除去する。
Thereafter, as in the first embodiment, a photoresist film 95 is formed, and the silicon oxide film 94 in the memory cell array region is removed.

【0177】次に、図62に示すように、フォトレジス
ト膜95を除去した後、SOG膜96を形成して表面を
平坦化する。SOG膜96の形成は実施の形態1の厚膜
のSOG膜65の形成と同様にできる。
Next, as shown in FIG. 62, after removing the photoresist film 95, an SOG film 96 is formed to flatten the surface. The formation of the SOG film 96 can be performed in the same manner as the formation of the thick SOG film 65 of the first embodiment.

【0178】最後に、厚さ100nmの酸化シリコン膜9
7をCVD法により形成した後、所定の領域にスルーホ
ール98を形成して、プラグ99を形成し、第2層配線
100を形成する。スルーホール98、プラグ99およ
び第2層配線100の形成は、実施の形態1と同様に行
うことができる。
Finally, a silicon oxide film 9 having a thickness of 100 nm
After 7 is formed by the CVD method, a through hole 98 is formed in a predetermined region, a plug 99 is formed, and a second-layer wiring 100 is formed. The formation of the through hole 98, the plug 99, and the second-layer wiring 100 can be performed in the same manner as in the first embodiment.

【0179】本実施の形態によれば、情報蓄積用容量素
子の底部領域にのみ母材となる絶縁膜を残すことによ
り、母材が残った情報蓄積用容量素子の底部領域は溝形
情報蓄積用容量素子となり、母材が除去された上部領域
は上部に開口を有する筒形の情報蓄積用容量素子として
構成できるので、情報蓄積用容量素子の高さを高くして
も倒壊を防止しつつ、且つ容量の増大を図ることができ
る効果がある。また、周辺回路領域のプラグ92を上部
電極90と同じ工程で形成できるので、スルーホール9
8の深さを浅くすることができドライエッチングをより
容易に行うことができる効果もある。
According to the present embodiment, by leaving the insulating film serving as the base material only in the bottom region of the information storage capacitance element, the bottom region of the information storage capacitance element in which the base material remains remains the groove-shaped information storage element. The upper region from which the base material has been removed can be configured as a cylindrical information storage capacitor having an opening at the top, so that even if the height of the information storage capacitor is increased, it can be prevented from collapsing. In addition, there is an effect that the capacity can be increased. Also, since the plug 92 in the peripheral circuit region can be formed in the same step as the upper electrode 90, the through hole 9 can be formed.
8 can be made shallower, and there is also an effect that dry etching can be performed more easily.

【0180】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでも
ない。
As described above, the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments of the present invention. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made without departing from the gist of the invention. Needless to say, it can be changed.

【0181】たとえば、前記実施の形態では、下部電極
として多結晶シリコン膜を用いた例を示したが、図64
に示すような表面に半球状シリコン101を有する下部
電極としてもよい。この場合、下部電極の高さを減じて
工程を容易にすることができ、あるいは蓄積電荷量を増
加させることができる。
For example, in the above embodiment, an example was shown in which a polycrystalline silicon film was used as the lower electrode.
A lower electrode having hemispherical silicon 101 on the surface as shown in FIG. In this case, the height of the lower electrode can be reduced to facilitate the process, or the amount of accumulated charge can be increased.

【0182】[0182]

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以
下のとおりである。
The effects obtained by typical ones of the inventions disclosed in the present application will be briefly described as follows.

【0183】(1)立体化キャパシタを形成してもメモ
リセルアレイ領域と周辺回路領域との間に段差を生じな
い技術を提供できる。
(1) Even if a three-dimensional capacitor is formed, a technique can be provided that does not cause a step between the memory cell array region and the peripheral circuit region.

【0184】(2)立体化キャパシタの形成によるメモ
リセルアレイ領域と周辺回路領域との間の段差を解消す
る技術を提供し、フォトリソグラフィの困難性を解消す
ることができる。
(2) A technique for eliminating a step between the memory cell array region and the peripheral circuit region due to the formation of a three-dimensional capacitor can be provided, and the difficulty of photolithography can be eliminated.

【0185】(3)立体化キャパシタの形成によるメモ
リセルアレイ領域と周辺回路領域との間の段差を解消す
る技術を提供し、その上層に形成される配線層の断線あ
るいはパターニングの不良による短絡を防止できる。
(3) A technique for eliminating a step between the memory cell array region and the peripheral circuit region due to the formation of a three-dimensional capacitor is provided to prevent a short circuit due to a disconnection of a wiring layer formed thereon or a defective patterning. it can.

【0186】(4)キャパシタの容量確保、および高い
信頼度をともに実現した半導体集積回路装置を提供でき
る。
(4) It is possible to provide a semiconductor integrated circuit device realizing both the securing of the capacity of the capacitor and the high reliability.

【0187】(5)立体化キャパシタが高くなることに
よる製造工程途中でのキャパシタ電極の倒壊を防止する
技術を提供し、半導体集積回路装置の製造歩留まりを向
上できる。
(5) A technique for preventing the collapse of the capacitor electrode during the manufacturing process due to the increase in the height of the three-dimensional capacitor is provided, and the manufacturing yield of the semiconductor integrated circuit device can be improved.

【0188】(6)高い蓄積容量値を有する立体化キャ
パシタを提供し、立体化キャパシタの高さを低減してキ
ャパシタの容量確保、および高い信頼度をともに実現し
た半導体集積回路装置を提供できる。
(6) It is possible to provide a three-dimensional capacitor having a high storage capacitance value, and to provide a semiconductor integrated circuit device in which the height of the three-dimensional capacitor is reduced to secure the capacitance of the capacitor and achieve both high reliability.

【0189】(7)メモリセルアレイ領域と周辺回路領
域との間の段差を解消することにより、より深くなる周
辺回路領域の接続孔のアスペクト比を緩和し、周辺回路
領域の接続孔の加工を容易にすることができる。
(7) By eliminating the step between the memory cell array region and the peripheral circuit region, the aspect ratio of the connection hole in the peripheral circuit region, which becomes deeper, is reduced, and the processing of the connection hole in the peripheral circuit region is facilitated. Can be

【0190】(8)上下電極が段差被覆性に優れた窒化
チタンからなり、誘電体も段差被覆性に優れた酸化タン
タルからなる組み合わせで情報蓄積用容量素子を構成し
ているので、電極の高さを制約することなく情報蓄積用
容量素子を実現できる。
(8) Since the upper and lower electrodes are composed of titanium nitride having excellent step coverage and the dielectric is also composed of tantalum oxide having excellent step coverage, the information storage capacitance element is constituted. The information storage capacitor can be realized without restricting the size.

【0191】(9)半導体記憶装置の集積度が向上し個
々のメモリセルに許容される平面的面積が縮小されて
も、情報蓄積用容量素子の高さを高くすることにより容
量の確保を図ることが可能で、信頼性の高い半導体記憶
装置を提供できる。
(9) Even if the degree of integration of the semiconductor memory device is improved and the planar area allowed for each memory cell is reduced, the capacitance is ensured by increasing the height of the information storage capacitor. And a highly reliable semiconductor memory device can be provided.

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

【図1】本発明の一実施の形態であるDRAMを形成し
た半導体チップの全体平面図である。
FIG. 1 is an overall plan view of a semiconductor chip on which a DRAM according to an embodiment of the present invention is formed.

【図2】本発明の実施の形態1であるDRAMの等価回
路図である。
FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図3】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造方
法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 3 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図4】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造方
法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 4 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図5】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造方
法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 5 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図6】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造方
法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 6 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図7】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造方
法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 7 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図8】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造方
法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 8 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図9】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造方
法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 9 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図10】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 10 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図11】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 11 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図12】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 12 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図13】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 13 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図14】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 14 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図15】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 15 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図16】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 16 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図17】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 17 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図18】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 18 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図19】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 19 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図20】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 20 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図21】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 21 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図22】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 22 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図23】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 23 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図24】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 24 is an essential part cross sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method of manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図25】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 25 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図26】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 26 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図27】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 27 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図28】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 28 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図29】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 29 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図30】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 30 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図31】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 31 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図32】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 32 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図33】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 33 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図34】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 34 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図35】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 35 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図36】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 36 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図37】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 37 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図38】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 38 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図39】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 39 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図40】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 40 is an essential part cross sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図41】本発明の実施の形態1であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 41 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the first embodiment of the present invention;

【図42】本発明の実施の形態2であるDRAMを示す
半導体基板の要部断面図である。
FIG. 42 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate showing the DRAM according to the second embodiment of the present invention;

【図43】本発明の実施の形態2であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 43 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the second embodiment of the present invention;

【図44】本発明の実施の形態2であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 44 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the second embodiment of the present invention;

【図45】本発明の実施の形態3であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 45 is an essential part cross sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method of manufacturing the DRAM according to the third embodiment of the present invention;

【図46】本発明の実施の形態4であるDRAMを示す
半導体基板の要部断面図である。
FIG. 46 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate showing a DRAM according to a fourth embodiment of the present invention;

【図47】本発明の実施の形態5であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の一部断面図である。
FIG. 47 is a partial cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the fifth embodiment of the present invention;

【図48】本発明の実施の形態5であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の一部断面図である。
FIG. 48 is a partial cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the fifth embodiment of the present invention;

【図49】本発明の実施の形態5であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の一部断面図である。
FIG. 49 is a partial cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the fifth embodiment of the present invention;

【図50】本発明の実施の形態5であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の一部断面図である。
FIG. 50 is a partial cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the fifth embodiment of the present invention;

【図51】本発明の実施の形態5であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の一部断面図である。
FIG. 51 is a partial cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the fifth embodiment of the present invention;

【図52】本発明の実施の形態5であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の一部断面図である。
FIG. 52 is a partial cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the fifth embodiment of the present invention;

【図53】本発明の実施の形態5であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の一部断面図である。
FIG. 53 is a partial cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the fifth embodiment of the present invention;

【図54】(a)および(b)は、本発明の実施の形態
6であるDRAMの製造方法を示す半導体基板の一部断
面図である。
FIGS. 54A and 54B are partial cross-sectional views of a semiconductor substrate showing a method for manufacturing a DRAM according to a sixth embodiment of the present invention;

【図55】(a)および(b)は、本発明の実施の形態
6であるDRAMの製造方法を示す半導体基板の一部断
面図である。
FIGS. 55A and 55B are partial cross-sectional views of a semiconductor substrate showing a method for manufacturing a DRAM according to a sixth embodiment of the present invention;

【図56】本発明の実施の形態6のDRAMの情報蓄積
用容量素子を構成する容量絶縁膜の性能を示すグラフで
ある。
FIG. 56 is a graph showing the performance of a capacitance insulating film forming the information storage capacitance element of the DRAM according to the sixth embodiment of the present invention.

【図57】本発明の実施の形態7であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の一部断面図である。
FIG. 57 is a partial cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the seventh embodiment of the present invention;

【図58】本発明の実施の形態7であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の一部断面図である。
FIG. 58 is a partial cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the seventh embodiment of the present invention;

【図59】本発明の実施の形態8であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の一部断面図である。
FIG. 59 is a partial cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the eighth embodiment of the present invention;

【図60】本発明の実施の形態8であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の一部断面図である。
FIG. 60 is a partial cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the eighth embodiment of the present invention;

【図61】本発明の実施の形態8であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の一部断面図である。
FIG. 61 is a partial cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the eighth embodiment of the present invention;

【図62】本発明の実施の形態8であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の一部断面図である。
FIG. 62 is a partial cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the DRAM according to the eighth embodiment of the present invention;

【図63】本発明の実施の形態8であるDRAMの製造
方法を示す半導体基板の一部断面図である。
FIG. 63 is a partial cross-sectional view of the semiconductor substrate showing the method for manufacturing the DRAM according to the eighth embodiment of the present invention;

【図64】情報蓄積用容量素子を構成する下部電極の一
例を示す部分拡大断面図である。
FIG. 64 is a partially enlarged cross-sectional view illustrating an example of a lower electrode included in the information storage capacitor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 1A 半導体チップ 2 酸化シリコン膜 3 窒化シリコン膜 4 フォトレジスト膜 5 素子分離溝 5a 溝 6 薄い酸化シリコン膜 7 酸化シリコン膜 8 窒化シリコン膜 9 フォトレジスト膜 10 n型半導体領域 11 p型ウエル 12 n型ウエル 13 ゲート酸化膜 14 ゲート電極 14A ゲート電極 14B ゲート電極 14C ゲート電極 15 窒化シリコン膜 16 フォトレジスト膜 17 p- 型半導体領域 18 n- 型半導体領域 19 n型半導体領域 20 窒化シリコン膜 20a サイドウォールスペーサ 21 フォトレジスト膜 22 p+ 型半導体領域 23 n+ 型半導体領域 24 SOG膜 25 酸化シリコン膜 26 酸化シリコン膜 27 フォトレジスト膜 28 コンタクトホール 29 コンタクトホール 30 プラグ 31 酸化シリコン膜 32 フォトレジスト膜 33 フォトレジスト膜 34 コンタクトホール 35 コンタクトホール 36 コンタクトホール 37 コンタクトホール 38 第1層配線 40 窒化シリコン膜 41 フォトレジスト膜 42 酸化シリコン膜 43 サイドウォールスペーサ 44 SOG膜 45 酸化シリコン膜 46 窒化シリコン膜 47 フォトレジスト膜 48 スルーホール 49 プラグ 53 酸化シリコン膜 54 フォトレジスト膜 55 溝 56 多結晶シリコン膜 57 酸化シリコン膜 58 フォトレジスト膜 60 下部電極(Ta2 5 膜) 61 容量絶縁膜(酸化タンタル膜) 62 TiN膜(上部電極) 63 フォトレジスト膜 64 酸化シリコン膜 65 SOG膜 66a、66b スルーホール 67 プラグ 68 第2層配線 69 第2層配線 70 金属プラグ 71 金属プラグ 72 下部電極 73 フォトレジスト膜 74 下部電極 75 上部電極 76 酸化シリコン膜 77 フォトレジスト膜 78 酸化シリコン膜 79 SOG膜 80 酸化シリコン膜 81 金属プラグ 82 窒化チタン膜 83 酸化チタン膜 84 酸化タンタル膜 85 窒化チタン膜 86 酸化タンタル膜 87 酸化チタン膜 88 窒化チタン膜 89 有機物 90 上部電極(窒化チタン膜) 91 接続孔 92 プラグ 93 窒化シリコン膜 94 酸化シリコン膜 95 フォトレジスト膜 96 SOG膜 97 酸化シリコン膜 98 スルーホール 99 プラグ 100 第2層配線 101 半球状シリコン BL ビット線 C 情報蓄積用容量素子 MARY メモリアレイ Qn nチャネル型MISFET Qp pチャネル型MISFET Qs メモリセル選択用MISFET SA センスアンプ WD ワードドライバREFERENCE SIGNS LIST 1 semiconductor substrate 1A semiconductor chip 2 silicon oxide film 3 silicon nitride film 4 photoresist film 5 element isolation groove 5a groove 6 thin silicon oxide film 7 silicon oxide film 8 silicon nitride film 9 photoresist film 10 n-type semiconductor region 11 p-type well Reference Signs List 12 n-type well 13 gate oxide film 14 gate electrode 14A gate electrode 14B gate electrode 14C gate electrode 15 silicon nitride film 16 photoresist film 17 p - type semiconductor region 18 n - type semiconductor region 19 n-type semiconductor region 20 silicon nitride film 20a sidewall spacers 21 the photoresist film 22 p + -type semiconductor region 23 n + -type semiconductor region 24 SOG film 25 a silicon oxide film 26 a silicon oxide film 27 a photoresist film 28 contact hole 29 the contact hole 30 plug 31 oxidized Con film 32 Photo resist film 33 Photo resist film 34 Contact hole 35 Contact hole 36 Contact hole 37 Contact hole 38 First layer wiring 40 Silicon nitride film 41 Photo resist film 42 Silicon oxide film 43 Side wall spacer 44 SOG film 45 Silicon oxide film Reference Signs List 46 silicon nitride film 47 photoresist film 48 through hole 49 plug 53 silicon oxide film 54 photoresist film 55 groove 56 polycrystalline silicon film 57 silicon oxide film 58 photoresist film 60 lower electrode (Ta 2 O 5 film) 61 capacitance insulating film (Tantalum oxide film) 62 TiN film (upper electrode) 63 Photoresist film 64 Silicon oxide film 65 SOG film 66a, 66b Through hole 67 Plug 68 Second layer wiring 69 Second layer wiring 70 Metal plug 71 metal plug 72 lower electrode 73 photoresist film 74 lower electrode 75 upper electrode 76 silicon oxide film 77 photoresist film 78 silicon oxide film 79 SOG film 80 silicon oxide film 81 metal plug 82 titanium nitride film 83 titanium oxide film 84 oxidation Tantalum film 85 Titanium nitride film 86 Tantalum oxide film 87 Titanium oxide film 88 Titanium nitride film 89 Organic material 90 Upper electrode (Titanium nitride film) 91 Connection hole 92 Plug 93 Silicon nitride film 94 Silicon oxide film 95 Photoresist film 96 SOG film 97 Oxidation Silicon film 98 Through hole 99 Plug 100 Second layer wiring 101 Hemispherical silicon BL Bit line C Information storage capacitor MARY Memory array Qn N-channel MISFET Qp P-channel MISFET Qs Memo MISFET for recell selection SA Sense amplifier WD Word driver

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金井 美鈴 東京都小平市上水本町五丁目20番1号 株 式会社日立製作所半導体事業部内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Misuzu Kanai 5-2-1, Josuihonmachi, Kodaira-shi, Tokyo In the Semiconductor Division, Hitachi, Ltd.

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 メモリセル選択用MISFETと、前記
メモリセル選択用MISFETに直列に接続され、上方
に開孔部を有する筒形の下部電極、少なくとも前記下部
電極の前記筒形の内面に接して形成された容量絶縁膜お
よび前記容量絶縁膜を介し少なくとも前記下部電極の前
記筒形の内面に対向して形成された上部電極を備えた情
報蓄積用容量素子とでメモリセルを構成し、前記メモリ
セルが配置されたメモリセルアレイ領域と、前記メモリ
セルアレイ領域の周辺の周辺回路領域とを有する半導体
集積回路装置の製造方法であって、(a)半導体基板の
主面の前記メモリセルアレイ領域に前記メモリセル選択
用MISFETおよび前記半導体基板の主面の前記周辺
回路領域に周辺回路のMISFETを形成した後、前記
メモリセル選択用MISFETおよび周辺回路のMIS
FETの上部に、前記下部電極の高さに相当する膜厚の
第1絶縁膜を堆積する工程、(b)前記メモリセル選択
用MISFETの上部の前記第1絶縁膜を開孔して溝を
形成する工程、(c)前記溝の内部を含む前記第1絶縁
膜の上部に、前記溝が埋まらない膜厚で前記下部電極の
一部となる第1導電膜を堆積する工程、(d)前記溝内
に形成された前記第1導電膜の凹部を充填する第2絶縁
膜を形成し、前記第1絶縁膜の上部の前記第1導電膜を
露出する工程、(e)前記第1導電膜をエッチングし、
前記溝の内部のみに前記第1導電膜を残す工程、(f)
前記凹部を充填する前記第2絶縁膜を除去し、前記下部
電極を形成する工程、(g)前記下部電極の表面に前記
容量絶縁膜を形成する工程、(h)前記容量絶縁膜上に
第2導電膜を堆積し、前記第2導電膜をパターニングし
て前記上部電極を形成する工程、を含むことを特徴とす
る半導体集積回路装置の製造方法。
1. A MISFET for selecting a memory cell, a cylindrical lower electrode connected in series to the MISFET for selecting a memory cell and having an opening above, and in contact with at least the inner surface of the cylindrical shape of the lower electrode. Forming a memory cell with the formed capacitive insulating film and an information storage capacitive element having at least an upper electrode formed to face the cylindrical inner surface of the lower electrode with the capacitive insulating film interposed therebetween; A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a memory cell array region in which cells are arranged and a peripheral circuit region around the memory cell array region, wherein (a) the memory is provided in the memory cell array region on a main surface of a semiconductor substrate. After forming a MISFET for cell selection and a MISFET of a peripheral circuit in the peripheral circuit region on the main surface of the semiconductor substrate, the memory cell selection MISFET is formed. MIS of ISFET and peripheral circuit
Depositing a first insulating film having a thickness corresponding to the height of the lower electrode above the FET; (b) opening the first insulating film above the memory cell selecting MISFET to form a groove; Forming (c) depositing a first conductive film that is to be a part of the lower electrode and has a film thickness that does not fill the groove, on the first insulating film including the inside of the groove; (d) Forming a second insulating film filling a recess of the first conductive film formed in the groove, exposing the first conductive film on the first insulating film; and (e) exposing the first conductive film. Etch the film,
Leaving the first conductive film only inside the groove, (f)
Removing the second insulating film filling the recess and forming the lower electrode; (g) forming the capacitive insulating film on the surface of the lower electrode; and (h) forming the second insulating film on the capacitive insulating film. Forming a second conductive film and patterning the second conductive film to form the upper electrode. 2. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising:
【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
造方法であって、 前記(f)工程の後、前記第1絶縁膜の上層部分を除去
し、前記下部電極の上部にかかる一部分を露出する工
程、および前記(h)工程の後、前記半導体基板の全面
に第3絶縁膜を形成し、表面を平坦化する工程、を含む
ことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
2. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein after the step (f), an upper layer portion of the first insulating film is removed, and a part of the upper portion of the lower electrode is removed. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising: exposing; and, after the step (h), a step of forming a third insulating film over the entire surface of the semiconductor substrate and flattening the surface.
【請求項3】 請求項2記載の半導体集積回路装置の製
造方法であって、 その上層部分が除去された前記第1絶縁膜の前記周辺回
路領域に接続孔を開口し、前記第2導電膜の堆積と同時
に前記接続孔を埋め込み、前記第2導電膜のパターニン
グと同時に前記周辺回路領域の前記第2導電膜をパター
ニングしてプラグまたは配線を形成することを特徴とす
る半導体集積回路装置の製造方法。
3. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 2, wherein a connection hole is opened in said peripheral circuit region of said first insulating film from which an upper layer portion has been removed, and wherein said second conductive film is formed. Forming a plug or a wiring by patterning the second conductive film in the peripheral circuit region simultaneously with patterning of the second conductive film at the same time as the deposition of the second conductive film. Method.
【請求項4】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
造方法であって、 前記(e)工程の後、前記周辺回路領域の前記第1絶縁
膜を被覆するフォトレジスト膜を形成する工程、前記
(f)工程において、前記第2絶縁膜の除去を前記フォ
トレジスト膜をマスクとした湿式エッチング法による前
記メモリセルアレイ領域の前記第1絶縁膜の除去と同時
に行い、前記周辺回路領域に前記第1絶縁膜の一部を残
存させつつ上方に開孔部を有する筒形の前記下部電極を
形成する工程、および、前記(h)工程の後、前記半導
体基板の全面に第3絶縁膜を形成し表面を平坦化する工
程、を含むことを特徴とする半導体集積回路装置の製造
方法。
4. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein after the step (e), a step of forming a photoresist film covering the first insulating film in the peripheral circuit region, In the step (f), the removal of the second insulation film is performed simultaneously with the removal of the first insulation film in the memory cell array region by a wet etching method using the photoresist film as a mask, and the removal of the second insulation film is performed in the peripheral circuit region. (1) forming a cylindrical lower electrode having an opening above while leaving a part of the insulating film; and, after the step (h), forming a third insulating film on the entire surface of the semiconductor substrate. And a step of flattening the surface.
【請求項5】 請求項4記載の半導体集積回路装置の製
造方法であって、 前記第1絶縁膜の堆積前に前記第1絶縁膜および第2絶
縁膜とはエッチング速度の相違する第4絶縁膜を前記半
導体基板の全面に堆積し、前記下部電極が形成された後
に前記メモリセルアレイ領域の前記第4絶縁膜をエッチ
ングして除去する工程を含むことを特徴とする半導体集
積回路装置の製造方法。
5. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 4, wherein the fourth insulating film has a different etching rate from the first insulating film and the second insulating film before depositing the first insulating film. Depositing a film on the entire surface of the semiconductor substrate and etching and removing the fourth insulating film in the memory cell array region after the lower electrode is formed. .
【請求項6】 メモリセル選択用MISFETと、前記
メモリセル選択用MISFETに直列に接続され、上方
に開孔部を有する筒形の下部電極、前記下部電極の表面
に形成された容量絶縁膜および前記容量絶縁膜を介し前
記下部電極に対向して形成された上部電極を備えた情報
蓄積用容量素子とでメモリセルを構成し、前記メモリセ
ルが配置されたメモリセルアレイ領域と、前記メモリセ
ルアレイ領域の周辺の周辺回路領域とを有する半導体集
積回路装置の製造方法であって、(a)半導体基板の主
面に前記メモリセル選択用MISFETを形成し、次い
でその上部に情報蓄積用容量素子を形成する工程、
(b)前記半導体基板の主面上に、前記情報蓄積用容量
素子の高さに相当する寸法以上の膜厚で第1絶縁膜を堆
積する工程、(c)前記周辺回路領域の前記第1絶縁膜
を被覆するフォトレジスト膜を形成した後、前記フォト
レジスト膜をマスクとして湿式エッチング法により前記
メモリセルアレイ領域の前記第1絶縁膜を除去する工
程、(d)前記半導体基板の全面に第3絶縁膜を形成
し、表面を平坦化する工程、を含むことを特徴とする半
導体集積回路装置の製造方法。
6. A memory cell selecting MISFET, a cylindrical lower electrode connected in series to the memory cell selecting MISFET and having an opening above, a capacitor insulating film formed on the surface of the lower electrode, and A memory cell comprising an information storage capacitive element having an upper electrode formed opposite to the lower electrode with the capacitive insulating film interposed therebetween, and a memory cell array region in which the memory cell is arranged; and a memory cell array region (A) forming the memory cell selecting MISFET on a main surface of a semiconductor substrate, and then forming an information storage capacitor on the main surface of the semiconductor integrated circuit device. Process,
(B) depositing a first insulating film on the main surface of the semiconductor substrate so as to have a thickness equal to or greater than the height of the information storage capacitor; and (c) depositing a first insulating film in the peripheral circuit region. Forming a photoresist film covering the insulating film, removing the first insulating film in the memory cell array region by wet etching using the photoresist film as a mask, and (d) forming a third insulating film on the entire surface of the semiconductor substrate. Forming an insulating film and flattening the surface.
【請求項7】 請求項2〜6記載のいずれかの半導体集
積回路装置の製造方法であって、 前記第3絶縁膜の表面を平坦化する工程は、SOG膜の
塗布による第1の工程、または前記情報蓄積用容量素子
の高さに相当する寸法以上の膜厚で気相成長法により堆
積された絶縁膜をCMP法によりエッチングする第2の
工程、のいずれかの工程であることを特徴とする半導体
集積回路装置の製造方法。
7. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 2, wherein the step of flattening the surface of the third insulating film is a first step of applying an SOG film, Or a second step of etching, by a CMP method, an insulating film deposited by a vapor deposition method so as to have a thickness equal to or greater than the height of the information storage capacitor. Of manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
【請求項8】 請求項1〜7記載のいずれかの記載の半
導体集積回路装置の製造方法であって、 前記第2導電膜の堆積を、前記下部電極の筒形状により
形成された凹部を埋め込むように行い、その表面を平坦
化することを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。
8. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said second conductive film is deposited by filling a concave portion formed by a cylindrical shape of said lower electrode. And manufacturing the semiconductor integrated circuit device by flattening the surface.
【請求項9】 メモリセル選択用MISFETと、前記
メモリセル選択用MISFETに直列に接続され、上方
に開孔部を有する筒形の下部電極、少なくとも前記下部
電極の前記筒形の内面に接して形成された容量絶縁膜お
よび前記容量絶縁膜を介し少なくとも前記下部電極の前
記筒形の内面に対向して形成された上部電極を備えた情
報蓄積用容量素子とでメモリセルを構成し、前記メモリ
セルが配置されたメモリセルアレイ領域と、前記メモリ
セルアレイ領域の周辺の周辺回路領域とを有する半導体
集積回路装置であって、 前記情報蓄積用容量素子の高さに相当する膜厚の絶縁膜
を前記周辺回路領域に有し、前記メモリセルアレイ領域
と前記周辺回路領域との間の段差を解消した第1の構
成、 前記情報蓄積用容量素子を構成する前記下部電極により
生ずる凹部を、前記情報蓄積用容量素子を構成する前記
上部電極により埋め込んだ第2の構成、 前記情報蓄積用容量素子が前記メモリセル選択用MIS
FETの上部に形成され、前記情報蓄積用容量素子が、
前記下部電極と前記メモリセル選択用MISFETとを
接続するプラグの一部からなる円柱電極、および、その
外周に形成され容量絶縁膜を介して形成された同心円筒
電極を含む円筒形容量素子と一体に形成されている第3
の構成、 のいずれかの構成を有することを特徴とする半導体集積
回路装置。
9. A memory cell selecting MISFET, a cylindrical lower electrode connected in series to the memory cell selecting MISFET and having an opening above, and in contact with at least the cylindrical inner surface of the lower electrode. Forming a memory cell with the formed capacitive insulating film and an information storage capacitive element including an upper electrode formed at least in opposition to the cylindrical inner surface of the lower electrode with the capacitive insulating film interposed therebetween; A semiconductor integrated circuit device having a memory cell array region in which cells are arranged, and a peripheral circuit region around the memory cell array region, wherein the insulating film having a thickness corresponding to a height of the information storage capacitor element is provided. A first configuration provided in a peripheral circuit region, wherein a step between the memory cell array region and the peripheral circuit region is eliminated; The recesses produced, the second structure embedded by the upper electrode, wherein the information storage capacitor is MIS for the memory cell selecting constituting the information storage capacitor
The information storage capacitor formed on the top of the FET,
A cylindrical electrode comprising a part of a plug connecting the lower electrode and the memory cell selecting MISFET, and a cylindrical capacitance element including a concentric cylindrical electrode formed on the outer periphery thereof through a capacitance insulating film, The third formed in
A semiconductor integrated circuit device having any one of the above configurations.
【請求項10】 メモリセル選択用MISFETと、前
記メモリセル選択用MISFETに直列に接続され、下
部電極、前記下部電極に接して形成された容量絶縁膜、
および前記容量絶縁膜を介し前記下部電極に対向して形
成された上部電極を備えた情報蓄積用容量素子とを含む
メモリセルを有する半導体集積回路装置であって、 前記下部電極および前記上部電極の双方が少なくとも窒
化チタンを含む導電材からなり、前記容量絶縁膜が少な
くとも多結晶酸化タンタルを含む絶縁膜からなることを
特徴とする半導体集積回路装置。
10. A MISFET for selecting a memory cell, a lower electrode, a capacitor insulating film formed in contact with the lower electrode, connected in series with the MISFET for selecting a memory cell,
A semiconductor integrated circuit device having a memory cell including: an information storage capacitance element having an upper electrode formed to face the lower electrode with the capacitance insulating film interposed therebetween, wherein the lower electrode and the upper electrode A semiconductor integrated circuit device, wherein both are made of a conductive material containing at least titanium nitride, and the capacitive insulating film is made of an insulating film containing at least polycrystalline tantalum oxide.
【請求項11】 請求項10記載の半導体集積回路装置
であって、 前記メモリセル選択用MISFETと前記下部電極とを
接続するプラグが窒化チタンを主成分とする導電材から
なることを特徴とする半導体集積回路装置。
11. The semiconductor integrated circuit device according to claim 10, wherein a plug connecting the memory cell selecting MISFET and the lower electrode is made of a conductive material containing titanium nitride as a main component. Semiconductor integrated circuit device.
【請求項12】 請求項10または11記載の半導体集
積回路装置であって、 前記下部電極と前記容量絶縁膜との界面には10nm以下
の膜厚の酸化チタン膜が形成されていることを特徴とす
る半導体集積回路装置。
12. The semiconductor integrated circuit device according to claim 10, wherein a titanium oxide film having a thickness of 10 nm or less is formed at an interface between said lower electrode and said capacitor insulating film. Semiconductor integrated circuit device.
【請求項13】 メモリセル選択用MISFETと、前
記メモリセル選択用MISFETに直列に接続され、下
部電極、前記下部電極に接して形成された容量絶縁膜、
および前記容量絶縁膜を介し前記下部電極に対向して形
成された上部電極を備えた情報蓄積用容量素子とを含む
メモリセルを有する半導体集積回路装置の製造方法であ
って、(a)CVD法により前記下部電極となる窒化チ
タン膜を堆積し、その窒化チタン膜を非酸化性雰囲気で
熱処理する工程、(b)CVD法により酸化タンタル膜
を堆積し、非酸化性雰囲気で熱処理して前記酸化タンタ
ル膜を結晶化して多結晶酸化タンタル膜に変換する工
程、(c)前記多結晶酸化タンタル膜を酸化性雰囲気で
熱処理し、前記多結晶酸化タンタル膜を改質すると同時
に前記窒化チタン膜と前記多結晶酸化タンタル膜との界
面に酸化チタンを形成する工程、(d)CVD法により
前記上部電極となる窒化チタン膜を堆積する工程、を含
むことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
13. A MISFET for selecting a memory cell, a lower electrode, a capacitor insulating film formed in contact with the lower electrode and connected in series to the MISFET for selecting a memory cell,
And a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a memory cell including an information storage capacitor having an upper electrode formed opposite to the lower electrode with the capacitor insulating film interposed therebetween. Depositing a titanium nitride film serving as the lower electrode by heat treatment in a non-oxidizing atmosphere, and (b) depositing a tantalum oxide film by a CVD method and heat treating the titanium nitride film in a non-oxidizing atmosphere. Crystallizing the tantalum film to convert it to a polycrystalline tantalum oxide film; (c) heat treating the polycrystalline tantalum oxide film in an oxidizing atmosphere to modify the polycrystalline tantalum oxide film and simultaneously form the titanium nitride film and the polycrystalline tantalum oxide film. Forming a titanium oxide film at an interface with the polycrystalline tantalum oxide film, and (d) depositing a titanium nitride film to be the upper electrode by a CVD method. Method for producing a conductive integrated circuit device.
【請求項14】 請求項13記載の半導体集積回路装置
の製造方法であって、 前記(a)工程の後に、前記窒化チタン膜の表面に酸化
チタン膜を形成する工程を含むことを特徴とする半導体
集積回路装置の製造方法。
14. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 13, further comprising, after the step (a), a step of forming a titanium oxide film on a surface of the titanium nitride film. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device.
【請求項15】 メモリセル選択用MISFETと、前
記メモリセル選択用MISFETに直列に接続され、下
部電極、前記下部電極に接して形成された容量絶縁膜、
および前記容量絶縁膜を介し前記下部電極に対向して形
成された上部電極を備えた情報蓄積用容量素子とを含む
メモリセルを有する半導体集積回路装置の製造方法であ
って、 前記メモリセル選択用MISFETと前記下部電極とを
接続するプラグの一部を、前記メモリセル選択用MIS
FETの上部に配置されるビット線と同時に形成するこ
とを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
15. A memory cell selecting MISFET, a lower electrode connected in series with the memory cell selecting MISFET, a capacitive insulating film formed in contact with the lower electrode,
And a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a memory cell including: an information storage capacitance element having an upper electrode formed opposite to the lower electrode with the capacitance insulating film interposed therebetween. A part of the plug connecting the MISFET and the lower electrode is replaced with the memory cell selecting MIS.
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein the method is formed simultaneously with a bit line disposed above a FET.
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