JP2001036041A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JP2001036041A
JP2001036041A JP11209313A JP20931399A JP2001036041A JP 2001036041 A JP2001036041 A JP 2001036041A JP 11209313 A JP11209313 A JP 11209313A JP 20931399 A JP20931399 A JP 20931399A JP 2001036041 A JP2001036041 A JP 2001036041A
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film
semiconductor device
manufacturing
silicon oxide
oxide film
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Kazuyuki Oba
一之 大場
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor device, which can prevent a short circuit between lower electrodes of adjacent capacitive elements, even if a device is made fines. SOLUTION: A method for manufacturing a semiconductor device having a capacitive element. This method includes a step where a plurality of recesses having the shape of a lower electrode of the capacitive element are formed in line in a silicon oxide film 9, a step where a polysilicon film is deposited in the recesses and on the silicon oxide film 9 into such a thickness that the recesses are not be completely filled with the polysilicon film, a step where the polysilicon film is polished by a CMP method to the same level with the upper face of the silicon oxide film 9 to form the polysilicon film on the inner faces of the recesses, and a step where the silicon oxide film 9 existing between the polysilicon films is removed.

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、容量素子を備えた
半導体装置を製造する方法に関する。特には、素子の微
細化が進んでも隣接する容量素子の下部電極間のショー
トを防止できる半導体装置の製造方法に関する。
[0001] The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device having a capacitance element. In particular, the present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device capable of preventing a short circuit between lower electrodes of adjacent capacitance elements even when elements are miniaturized.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6〜図13は、従来の半導体装置の製
造方法を示す断面図である。この半導体装置の製造方法
は、メモリセルが一つのトランジスタと一つのスタック
ト型キャパシタ(容量素子)とからなるダイナミックラ
ンダムアクセスメモリ(DRAM)の製造方法であり、
特にスタックトキャパシタの下部電極(ストレージノー
ド)を形成する方法である。
2. Description of the Related Art FIGS. 6 to 13 are sectional views showing a conventional method of manufacturing a semiconductor device. This method of manufacturing a semiconductor device is a method of manufacturing a dynamic random access memory (DRAM) in which a memory cell includes one transistor and one stacked capacitor (capacitance element).
In particular, it is a method of forming a lower electrode (storage node) of a stacked capacitor.

【0003】まず、図6に示すように、LOCOS法を
用いてシリコン基板1の表面上にシリコン酸化膜からな
る素子分離膜3a,3bを形成する。この後、シリコン
基板1の表面に熱酸化法によりゲート酸化膜6を形成す
る。次に、ゲート酸化膜6上に不純物がドープされたポ
リシリコンからなるゲート電極7を選択的に形成する。
この後、ゲート電極7をマスクとしてシリコン基板1に
不純物をイオン注入することにより、ゲート電極7の両
端のシリコン基板1に自己整合的に拡散層5a〜5dが
形成される。次に、ゲート電極7の側面に選択的に側壁
材8を形成し、側壁材8及びゲート電極7をマスクとし
てシリコン基板1に不純物をイオン注入する(図示せ
ず)。このようにして素子分離膜3a,3bの相互間に
MOSトランジスタが形成される。
First, as shown in FIG. 6, element isolation films 3a and 3b made of a silicon oxide film are formed on the surface of a silicon substrate 1 by using the LOCOS method. Thereafter, a gate oxide film 6 is formed on the surface of the silicon substrate 1 by a thermal oxidation method. Next, a gate electrode 7 made of polysilicon doped with an impurity is selectively formed on the gate oxide film 6.
Thereafter, impurities are ion-implanted into the silicon substrate 1 using the gate electrode 7 as a mask, whereby diffusion layers 5a to 5d are formed in the silicon substrate 1 at both ends of the gate electrode 7 in a self-aligned manner. Next, the sidewall material 8 is selectively formed on the side surface of the gate electrode 7, and impurities are ion-implanted into the silicon substrate 1 using the sidewall material 8 and the gate electrode 7 as a mask (not shown). Thus, a MOS transistor is formed between the element isolation films 3a and 3b.

【0004】次に、ゲート電極7を含む全面上にシリコ
ン酸化膜19を堆積し、このシリコン酸化膜19に拡散
層5a〜5dに達するコンタクトホールを形成する。
Next, a silicon oxide film 19 is deposited on the entire surface including the gate electrode 7, and contact holes reaching the diffusion layers 5a to 5d are formed in the silicon oxide film 19.

【0005】この後、図7に示すように、コンタクトホ
ール内及びシリコン酸化膜19上にCVD(Chemical V
apor Deposition)法により不純物がドープされた第1
のポリシリコン膜21を堆積する。次に、図8に示すよ
うに、第1のポリシリコン膜21の上にSi34膜22
を堆積する。
Thereafter, as shown in FIG. 7, a CVD (Chemical V) is formed in the contact hole and on the silicon oxide film 19.
The first doped with impurities by the apor deposition method
Is deposited. Next, as shown in FIG. 8, a Si 3 N 4 film 22 is formed on the first polysilicon film 21.
Is deposited.

【0006】この後、図9に示すように、Si34膜2
2の上にレジストを塗布し、このレジストを露光、現像
することにより、Si34膜22の上にはレジストパタ
ーン23が形成される。このレジストパターン23は、
後述する第1のポリシリコン膜21のエッチング後に下
部電極の底部が残るようなパターンとなっている。
Thereafter, as shown in FIG. 9, the Si 3 N 4 film 2
2 is coated with a resist, and the resist is exposed and developed to form a resist pattern 23 on the Si 3 N 4 film 22. This resist pattern 23
The pattern is such that the bottom of the lower electrode remains after the first polysilicon film 21 described later is etched.

【0007】次に、レジストパターン23をマスクとし
てSi34膜22をエッチングすることにより、図10
に示すように、第1のポリシリコン膜21上にSi34
膜からなる円柱形状の部材22a〜22dが形成され
る。続いて、レジストパターン23をマスクとして第1
のポリシリコン膜21をエッチングした後、レジストパ
ターン23を剥離する。これにより、図10に示すよう
に、シリコン酸化膜19上にポリシリコン膜からなる下
部電極の底部21a〜21dが形成される。これらの底
部それぞれはコンタクトホールを介して拡散層5a〜5
dに電気的に接続されている。
Next, by etching the Si 3 N 4 film 22 using the resist pattern 23 as a mask, FIG.
As shown in FIG. 3 , Si 3 N 4 is formed on the first polysilicon film 21.
The columnar members 22a to 22d made of a film are formed. Subsequently, the first pattern is formed using the resist pattern 23 as a mask.
After etching the polysilicon film 21, the resist pattern 23 is removed. Thereby, as shown in FIG. 10, bottom portions 21 a to 21 d of the lower electrode made of the polysilicon film are formed on silicon oxide film 19. Each of these bottoms is connected to a diffusion layer 5a-5 through a contact hole.
d.

【0008】この後、図11に示すように、部材22a
〜22dの上面上及び側面上、シリコン酸化膜19上
(即ち全面上)にCVD法により不純物がドープされた
第2のポリシリコン膜24を堆積する。
[0008] Thereafter, as shown in FIG.
A second polysilicon film 24 doped with impurities is deposited by a CVD method on the upper surface and the side surfaces of the silicon oxide film 19 (that is, on the entire surface).

【0009】次に、図12に示すように、第2のポリシ
リコン膜24に異方性エッチバックを施すことにより、
部材22a〜22d及び底部21a〜21dの側面上に
シリンダー部24a〜24fを形成する。この後、図1
3に示すように、部材22a〜22dをエッチング除去
する。このようにして、シリンダ型キャパシタの下部電
極(ストレージノード)が形成される。下部電極は、シ
リンダー部24a〜24f及び底部21a〜21dから
構成される。
Next, as shown in FIG. 12, the second polysilicon film 24 is anisotropically etched back,
The cylinder portions 24a to 24f are formed on the side surfaces of the members 22a to 22d and the bottom portions 21a to 21d. After this, FIG.
As shown in FIG. 3, the members 22a to 22d are removed by etching. Thus, the lower electrode (storage node) of the cylinder capacitor is formed. The lower electrode includes cylinder parts 24a to 24f and bottom parts 21a to 21d.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
半導体装置の製造方法では、図10に示す工程で、下部
電極のシリンダー部24a〜24fを異方性エッチバッ
クにより形成する。このため、MOSトランジスタ及び
容量素子が微細化され、下部電極相互の間隔が狭くなる
と、異方性エッチバックの際にエッチング残りが発生し
やすくなる。その結果、隣接する下部電極間がショート
することがある。
In the above-mentioned conventional method for manufacturing a semiconductor device, the cylinder portions 24a to 24f of the lower electrode are formed by anisotropic etch back in the step shown in FIG. For this reason, when the MOS transistor and the capacitor are miniaturized and the interval between the lower electrodes is narrowed, an etching residue is likely to occur during anisotropic etchback. As a result, the adjacent lower electrodes may be short-circuited.

【0011】本発明は上記のような事情を考慮してなさ
れたものであり、その目的は、素子の微細化が進んでも
隣接する容量素子の下部電極間のショートを防止できる
半導体装置の製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of preventing a short circuit between lower electrodes of adjacent capacitance elements even when elements are miniaturized. Is to provide.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る半導体装置の製造方法は、容量素子を
備えた半導体装置を製造する製造方法であって、絶縁膜
に、前記容量素子の下部電極の外形状を有する凹部を複
数並べて形成する工程と、前記凹部の内面上に、該凹部
が完全には埋まらない厚さの導電膜を形成する工程と、
を具備することを特徴とする。
In order to solve the above problems, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device having a capacitance element. Forming a plurality of concave portions having the outer shape of the lower electrode, and forming a conductive film having a thickness such that the concave portions are not completely filled on the inner surface of the concave portions,
It is characterized by having.

【0013】本発明に係る半導体装置の製造方法は、容
量素子を備えた半導体装置を製造する製造方法であっ
て、絶縁膜に、前記容量素子の下部電極の外形状を有す
る凹部を複数並べて形成する工程と、前記凹部内及び前
記絶縁膜上に、該凹部が完全には埋まらない厚さの導電
膜を堆積する工程と、前記導電膜を、前記絶縁膜の上面
の深さまでCMP法によって研磨することにより、前記
凹部の内面上に前記導電膜を形成する工程と、前記導電
膜の相互間に存在する絶縁膜を除去する工程と、を具備
することを特徴とする。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device having a capacitance element, wherein a plurality of concave portions having the outer shape of a lower electrode of the capacitance element are formed in an insulating film. And a step of depositing a conductive film having a thickness that does not completely fill the concave portion in the concave portion and on the insulating film, and polishing the conductive film to a depth of an upper surface of the insulating film by a CMP method. The method includes a step of forming the conductive film on the inner surface of the concave portion, and a step of removing an insulating film existing between the conductive films.

【0014】上記半導体装置の製造方法では、絶縁膜
に、容量素子の下部電極の外形状を有する凹部を複数並
べて形成し、該凹部の内面上に、該凹部が完全には埋ま
らない厚さの導電膜を形成することにより、下部電極を
形成している。つまり、導電膜を異方性エッチバックし
て下部電極を形成するのではない。従って、素子の微細
化が進み、隣接する容量素子の下部電極の間隔が狭くな
っても、隣接する下部電極間がショートすることを防止
できる。
In the method of manufacturing a semiconductor device, a plurality of concave portions having the outer shape of the lower electrode of the capacitive element are formed in the insulating film so as to be formed, and the inner surface of the concave portion has a thickness such that the concave portion is not completely filled. The lower electrode is formed by forming a conductive film. That is, the lower electrode is not formed by anisotropically etching back the conductive film. Therefore, even if the miniaturization of the element progresses and the distance between the lower electrodes of the adjacent capacitance elements is reduced, it is possible to prevent the short circuit between the adjacent lower electrodes.

【0015】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
においては、前記導電膜が、ポリシリコン膜又はメタル
膜であることが好ましい。また、前記半導体装置は、D
RAM又はFRAMであることも可能である。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, it is preferable that the conductive film is a polysilicon film or a metal film. Further, the semiconductor device has a D
It can be RAM or FRAM.

【0016】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
において、前記容量素子の誘電体膜は、比誘電率が20
以上の窒化物で構成されていることも可能である。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the dielectric film of the capacitor has a relative dielectric constant of 20.
It is also possible to use the above nitride.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の一
実施の形態について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0018】図1〜図5は、本発明の実施の形態による
半導体装置の製造方法を示す断面図である。この半導体
装置の製造方法は、メモリセルが一つのトランジスタと
一つのスタックト型キャパシタ(容量素子)とからなる
ダイナミックランダムアクセスメモリ(DRAM)の製
造方法であり、特にダマシン法を用いてスタックトキャ
パシタの下部電極(ストレージノード)を形成する方法
である。
1 to 5 are sectional views showing a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. This method of manufacturing a semiconductor device is a method of manufacturing a dynamic random access memory (DRAM) in which a memory cell includes one transistor and one stacked capacitor (capacitance element). In particular, a stacked capacitor is manufactured using a damascene method. This is a method for forming a lower electrode (storage node).

【0019】まず、図1に示すように、LOCOS法を
用いてシリコン基板1の表面上にシリコン酸化膜からな
る素子分離膜3a,3bを形成する。この後、シリコン
基板1の表面に熱酸化法によりゲート酸化膜6を形成す
る。次に、ゲート酸化膜6上に不純物がドープされたポ
リシリコンからなるゲート電極7を選択的に形成する。
この後、ゲート電極7をマスクとしてシリコン基板1に
不純物をイオン注入することにより、ゲート電極7の両
端のシリコン基板1に自己整合的に拡散層5a〜5dが
形成される。次に、ゲート電極7の側面に選択的に側壁
材8を形成し、側壁材8及びゲート電極7をマスクとし
てシリコン基板1に不純物をイオン注入する(図示せ
ず)。このようにして素子分離膜3a,3bの相互間に
MOSトランジスタが形成される。次に、ゲート電極7
を含む全面上にCVD(Chemical Vapor Deposition)
法によりシリコン酸化膜9を堆積する。
First, as shown in FIG. 1, element isolation films 3a and 3b made of a silicon oxide film are formed on the surface of a silicon substrate 1 by using the LOCOS method. Thereafter, a gate oxide film 6 is formed on the surface of the silicon substrate 1 by a thermal oxidation method. Next, a gate electrode 7 made of polysilicon doped with an impurity is selectively formed on the gate oxide film 6.
Thereafter, impurities are ion-implanted into the silicon substrate 1 using the gate electrode 7 as a mask, whereby diffusion layers 5a to 5d are formed in the silicon substrate 1 at both ends of the gate electrode 7 in a self-aligned manner. Next, the sidewall material 8 is selectively formed on the side surface of the gate electrode 7, and impurities are ion-implanted into the silicon substrate 1 using the sidewall material 8 and the gate electrode 7 as a mask (not shown). Thus, a MOS transistor is formed between the element isolation films 3a and 3b. Next, the gate electrode 7
(Chemical Vapor Deposition) on the entire surface including
A silicon oxide film 9 is deposited by the method.

【0020】この後、このシリコン酸化膜9にダマシン
法により下部電極(ストレージノード)を形成する。な
お、ダマシン法とは、電極、配線等の作りたい物の形状
の窪みを絶縁膜に形成し、その窪みの中に導電膜等を埋
め込むことによって電極、配線等を形成する方法であ
る。
Thereafter, a lower electrode (storage node) is formed on the silicon oxide film 9 by a damascene method. Note that the damascene method is a method for forming an electrode, a wiring, or the like by forming a depression having a shape of an object such as an electrode or a wiring in an insulating film and embedding a conductive film or the like in the depression.

【0021】すなわち、シリコン酸化膜9上に第1のレ
ジストパターン(図示せず)を形成し、第1のレジスト
パターンをマスクとしてシリコン酸化膜9をエッチング
する。これにより、図2に示すように、シリコン酸化膜
9には拡散層5a〜5dに達するコンタクトホール9a
〜9dが形成される。
That is, a first resist pattern (not shown) is formed on the silicon oxide film 9, and the silicon oxide film 9 is etched using the first resist pattern as a mask. As a result, as shown in FIG. 2, the contact holes 9a reaching the diffusion layers 5a to 5d are formed in the silicon oxide film 9.
To 9d are formed.

【0022】次に、前記第1のレジストパターンを剥離
した後、シリコン酸化膜9上に第2のレジストパターン
(図示せず)を形成し、第2のレジストパターンをマス
クとしてシリコン酸化膜9を所定の深さまでエッチング
する。これにより、図2に示すように、シリコン酸化膜
9には、コンタクトホール9a〜9dそれぞれとつなが
った下部電極の形状を有する凹部9e〜9hが形成され
る。
Next, after removing the first resist pattern, a second resist pattern (not shown) is formed on the silicon oxide film 9, and the silicon oxide film 9 is formed using the second resist pattern as a mask. Etch to a predetermined depth. Thereby, as shown in FIG. 2, recesses 9 e to 9 h having the shape of the lower electrode connected to contact holes 9 a to 9 d are formed in silicon oxide film 9.

【0023】この後、図3に示すように、コンタクトホ
ール9a〜9d内、凹部9e〜9h内及びシリコン酸化
膜9上に不純物がドープされたポリシリコン膜11を堆
積する。この際、ポリシリコン膜11は凹部9e〜9h
が埋まらない程度の厚さとする。
Thereafter, as shown in FIG. 3, an impurity-doped polysilicon film 11 is deposited in the contact holes 9a to 9d, the recesses 9e to 9h, and on the silicon oxide film 9. At this time, the polysilicon film 11 has the concave portions 9e to 9h.
Is so thick that it cannot be buried.

【0024】この後、図4に示すように、このポリシリ
コン膜11をCMP(Chemical Mechanical Polishin
g)法によりシリコン酸化膜9の上面まで研磨する。こ
れにより、シリコン酸化膜9の凹部9e〜9hの内面上
にポリシリコン膜が残され、下部電極11a〜11dが
複数並んで形成される。
Thereafter, as shown in FIG. 4, the polysilicon film 11 is removed by CMP (Chemical Mechanical Polishing).
The upper surface of the silicon oxide film 9 is polished by the method g). As a result, the polysilicon film is left on the inner surfaces of the recesses 9e to 9h of the silicon oxide film 9, and a plurality of lower electrodes 11a to 11d are formed side by side.

【0025】次に、図5に示すように、下部電極11a
〜11dの相互間に存在するシリコン酸化膜9をエッチ
ングにより除去する。この際のエッチング量は、例えば
エッチング時間によって制御する。このようにして外観
が円筒形状を有するシリンダ型スタックトキャパシタの
下部電極(ストレージノード)11a〜11dが形成さ
れ、下部電極11a〜11dそれぞれはコンタクトホー
ルを介して拡散層5a〜5dに電気的に接続される。そ
の後、公知の技術を用いて下部電極上に誘電体膜(図示
せず)を形成し、この誘電体膜上に上部電極(図示せ
ず)を形成する。
Next, as shown in FIG. 5, the lower electrode 11a
The silicon oxide film 9 existing between .about.11d is removed by etching. The amount of etching at this time is controlled, for example, by the etching time. In this manner, the lower electrodes (storage nodes) 11a to 11d of the cylindrical stacked capacitor having a cylindrical appearance are formed, and the lower electrodes 11a to 11d are electrically connected to the diffusion layers 5a to 5d via the contact holes. Connected. Thereafter, a dielectric film (not shown) is formed on the lower electrode by using a known technique, and an upper electrode (not shown) is formed on the dielectric film.

【0026】上記実施の形態によれば、ダマシン法を用
いて、シリコン酸化膜9にコンタクトホール9a〜9d
及びそれとつながった下部電極の形状を有する凹部9e
〜9hをエッチングにより形成している。つまり、従来
の半導体装置の製造方法のようにポリシリコン膜を異方
性エッチバックして下部電極のシリンダー部を形成する
工程を含まない。従って、MOSトランジスタ及び容量
素子が微細化されて下部電極相互の間隔が狭くなって
も、隣接する下部電極11a〜11dであるストレージ
ノードとストレージノードとの間がショートすることを
防止することができる。
According to the above embodiment, the contact holes 9a to 9d are formed in the silicon oxide film 9 by using the damascene method.
And a recess 9e having the shape of a lower electrode connected thereto.
To 9h are formed by etching. That is, the method does not include the step of forming the cylinder portion of the lower electrode by anisotropically etching back the polysilicon film as in the conventional method of manufacturing a semiconductor device. Accordingly, even if the distance between the lower electrodes is reduced due to the miniaturization of the MOS transistor and the capacitor, it is possible to prevent a short circuit between the storage nodes as the adjacent lower electrodes 11a to 11d. .

【0027】尚、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、種々変更して実施することが可能である。例えば、
本実施の形態では、シリコン酸化膜9にコンタクトホー
ル9a〜9dを形成した後、シリコン酸化膜9にストレ
ージノードの形状を有する凹部9e〜9hを形成してい
るが、シリコン酸化膜9にストレージノードの形状を有
する凹部9e〜9hを形成した後、シリコン酸化膜9に
コンタクトホール9a〜9dを形成することも可能であ
る。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be implemented with various modifications. For example,
In the present embodiment, after the contact holes 9a to 9d are formed in the silicon oxide film 9, the concave portions 9e to 9h having the shape of the storage node are formed in the silicon oxide film 9, but the storage nodes are formed in the silicon oxide film 9. It is also possible to form the contact holes 9a to 9d in the silicon oxide film 9 after forming the concave portions 9e to 9h having the shapes shown in FIGS.

【0028】また、本実施の形態では、ポリシリコン膜
11をCMP法によりシリコン酸化膜9の上面まで研磨
することにより、シリコン酸化膜9の凹部9e〜9hの
内面上にポリシリコン膜11を形成しているが、ポリシ
リコン膜11をエッチバックすることにより、シリコン
酸化膜9の凹部9e〜9hの内面上にポリシリコン膜1
1を形成することも可能である。
In this embodiment, the polysilicon film 11 is formed on the inner surfaces of the recesses 9e to 9h of the silicon oxide film 9 by polishing the polysilicon film 11 to the upper surface of the silicon oxide film 9 by the CMP method. However, by etching back the polysilicon film 11, the polysilicon film 1 is formed on the inner surfaces of the recesses 9 e to 9 h of the silicon oxide film 9.
It is also possible to form 1.

【0029】また、本実施の形態では、下部電極11a
〜11dをポリシリコン膜により形成しているが、下部
電極をメタルにより形成することも可能であり、例え
ば、下部電極をAl、W、Cu、Ti又はTiN等によ
り形成することも可能である。また、上部電極をポリシ
リコン膜又はメタルにより形成することも可能である。
In this embodiment, the lower electrode 11a
Although 11d is formed of a polysilicon film, the lower electrode may be formed of a metal. For example, the lower electrode may be formed of Al, W, Cu, Ti, TiN, or the like. Further, the upper electrode can be formed of a polysilicon film or a metal.

【0030】また、本実施の形態では、前述した半導体
装置の製造方法をDRAMの容量素子の下部電極の形成
に適用しているが、DRAMに限定されるものではな
く、他の容量素子の下部電極の形成に適用することも可
能であり、例えば、FRAM(Ferro-electric Random A
ccess Memory)の容量素子の下部電極の形成に適用する
ことも可能である。
Further, in the present embodiment, the above-described method for manufacturing a semiconductor device is applied to the formation of the lower electrode of the capacitive element of the DRAM. However, the present invention is not limited to the DRAM. It is also possible to apply the present invention to the formation of electrodes, for example, FRAM (Ferro-electric Random A
The present invention can be applied to formation of a lower electrode of a capacitive element of a ccess memory.

【0031】また、下部電極11a〜11d上に形成す
る誘電体膜としては、比誘電率が20以上の強誘電性を
有する窒化物で構成することも可能である。この窒化物
としては例えばBaTiN2が適当であり、これはEC
R−MOCVD法により形成できる。つまり、少なくと
も窒化原子を含んだガスとバリウムとチタンの有機金属
錯体を、キャリアガスによって処理室に導き、加熱した
下部電極上で反応させることにより、該下部電極上にB
aTiN2からなる誘電体膜を形成することも可能であ
る。このように誘電体膜の成膜時、酸素を使用せず窒素
を用いると、誘電体と接する電極表面が高温の酸素雰囲
気に晒されることを回避できるため、電極表面が酸化さ
れて低誘電率の膜が形成されることを防ぐことができ、
高い容量値を得ることができる。
The dielectric film formed on the lower electrodes 11a to 11d may be made of a ferroelectric nitride having a relative dielectric constant of 20 or more. As this nitride, for example, BaTiN 2 is suitable, which
It can be formed by the R-MOCVD method. That is, a gas containing at least a nitride atom and an organometallic complex of barium and titanium are introduced into a processing chamber by a carrier gas and reacted on a heated lower electrode, whereby B
It is also possible to form a dielectric film made of aTiN 2 . When nitrogen is used instead of oxygen during the formation of the dielectric film, the electrode surface in contact with the dielectric can be prevented from being exposed to a high-temperature oxygen atmosphere. Film can be prevented from being formed,
A high capacitance value can be obtained.

【0032】また、下部電極11a〜11d上に形成す
る誘電体膜としては、強誘電体膜を用いることが好まし
く、この強誘電体膜としては、例えばM12(MX2,T
1-X27構造を持つことが好ましい。ただし、M1
がSr、Ca、La、Ndのうちの少なくとも1つの元
素、M2がNb、Tiのうち少なくとも1つの元素であ
り、0.1≦X≦0.5である。また、前記強誘電体膜
は、M12M227とM12Ta27の固溶体からなる。
Further, as the dielectric film formed on the lower electrode 11 a to 11 d, it is preferable to use a ferroelectric film, a ferroelectric film, for example, M1 2 (M X 2, T
It preferably has an a 1-X ) 2 O 7 structure. However, M1
Is at least one element of Sr, Ca, La, and Nd, M2 is at least one element of Nb and Ti, and 0.1 ≦ X ≦ 0.5. Also, the ferroelectric film is composed of a solid solution of M1 2 M2 2 O 7 and M1 2 Ta 2 O 7.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、絶
縁膜に、容量素子の下部電極の外形状を有する凹部を複
数並べて形成し、該凹部の内面上に、該凹部が完全には
埋まらない厚さの導電膜を形成することにより、下部電
極を形成している。したがって、素子の微細化が進んで
も隣接する容量素子の下部電極間のショートを防止でき
る半導体装置の製造方法を提供することができる。
As described above, according to the present invention, a plurality of concave portions having the outer shape of the lower electrode of the capacitive element are formed side by side on the insulating film, and the concave portion is completely formed on the inner surface of the concave portion. The lower electrode is formed by forming a conductive film having a thickness not to be buried. Therefore, it is possible to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of preventing a short circuit between lower electrodes of adjacent capacitance elements even when the element size is reduced.

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

【図1】本発明の実施の形態による半導体装置の製造方
法を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態による半導体装置の製造方
法を示すものであり、図1の次の工程を示す断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, showing a step subsequent to FIG. 1;

【図3】本発明の実施の形態による半導体装置の製造方
法を示すものであり、図2の次の工程を示す断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, showing a step subsequent to FIG. 2;

【図4】本発明の実施の形態による半導体装置の製造方
法を示すものであり、図3の次の工程を示す断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, which shows the step subsequent to FIG. 3;

【図5】本発明の実施の形態による半導体装置の製造方
法を示すものであり、図4の次の工程を示す断面図であ
る。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, which shows the step subsequent to FIG. 4;

【図6】従来の半導体装置の製造方法を示す断面図であ
る。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a conventional semiconductor device.

【図7】従来の半導体装置の製造方法を示すものであ
り、図6の次の工程を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a step subsequent to that of FIG. 6, illustrating a method for manufacturing a conventional semiconductor device.

【図8】従来の半導体装置の製造方法を示すものであ
り、図7の次の工程を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a step subsequent to that of FIG. 7, illustrating a method for manufacturing a conventional semiconductor device.

【図9】従来の半導体装置の製造方法を示すものであ
り、図8の次の工程を示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a step subsequent to that of FIG. 8, illustrating a method for manufacturing a conventional semiconductor device.

【図10】従来の半導体装置の製造方法を示すものであ
り、図9の次の工程を示す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a step subsequent to that of FIG. 9, illustrating a method for manufacturing a conventional semiconductor device.

【図11】従来の半導体装置の製造方法を示すものであ
り、図10の次の工程を示す断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a step subsequent to that of FIG. 10, illustrating a conventional method of manufacturing a semiconductor device.

【図12】従来の半導体装置の製造方法を示すものであ
り、図11の次の工程を示す断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a step subsequent to FIG. 11, showing a conventional method of manufacturing a semiconductor device.

【図13】従来の半導体装置の製造方法を示すものであ
り、図12の次の工程を示す断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a step subsequent to FIG. 12, illustrating a method for manufacturing a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 3a,3b 素
子分離膜 5a〜5d 拡散層 6 ゲート酸化
膜 7 ゲート電極 8 側壁材 9 シリコン酸化膜 9a〜9d コ
ンタクトホール 9e〜9h 凹部 11 ポリシリコ
ン膜 11a〜11d 下部電極(ストレージノード) 19 シリコン酸化膜 21 第1のポ
リシリコン膜 21a〜21d 下部電極の底部 22 Si34
膜 22a〜22d 部材 23 レジスト
パターン 24 第2のポリシリコン膜 24a〜24f
シリンダー部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substrate 3a, 3b Element isolation film 5a-5d Diffusion layer 6 Gate oxide film 7 Gate electrode 8 Side wall material 9 Silicon oxide film 9a-9d Contact hole 9e-9h Depression 11 Polysilicon film 11a-11d Lower electrode (storage node) Reference Signs List 19 silicon oxide film 21 first polysilicon film 21 a to 21 d bottom portion of lower electrode 22 Si 3 N 4
Films 22a to 22d Member 23 Resist pattern 24 Second polysilicon film 24a to 24f
Cylinder part

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 容量素子を備えた半導体装置を製造する
製造方法であって、 絶縁膜に、前記容量素子の下部電極の外形状を有する凹
部を複数並べて形成する工程と、 前記凹部の内面上に、該凹部が完全に埋まらない厚さの
導電膜を形成する工程と、 を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A method of manufacturing a semiconductor device having a capacitor, comprising: forming a plurality of recesses having an outer shape of a lower electrode of the capacitor in an insulating film; Forming a conductive film having a thickness such that the concave portion is not completely buried.
【請求項2】 容量素子を備えた半導体装置を製造する
製造方法であって、 絶縁膜に、前記容量素子の下部電極の外形状を有する凹
部を複数並べて形成する工程と、 前記凹部内及び前記絶縁膜上に、該凹部が完全に埋まら
ない厚さの導電膜を堆積する工程と、 前記導電膜を、前記絶縁膜の上面の深さまでCMP法に
よって研磨することにより、前記凹部の内面上に前記導
電膜を形成する工程と、 前記導電膜の相互間に存在する絶縁膜を除去する工程
と、 を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. A method for manufacturing a semiconductor device having a capacitor, comprising: forming a plurality of recesses having an outer shape of a lower electrode of the capacitor in an insulating film; Depositing a conductive film having a thickness that does not completely fill the concave portion on the insulating film; and polishing the conductive film to a depth of an upper surface of the insulating film by a CMP method, so that the conductive film is formed on the inner surface of the concave portion. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming the conductive film; and a step of removing an insulating film existing between the conductive films.
【請求項3】 前記導電膜が、ポリシリコン膜又はメタ
ル膜であることを特徴とする請求項1又は2記載の半導
体装置の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the conductive film is a polysilicon film or a metal film.
【請求項4】 前記半導体装置は、DRAM又はFRA
Mであることを特徴とする請求項1〜3のうちいずれか
1項記載の半導体装置の製造方法。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a DRAM or a FRA.
4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein M is M. 5.
【請求項5】 前記容量素子の誘電体膜は、比誘電率が
20以上の窒化物で構成されていることを特徴とする請
求項1〜4のうちいずれか1項記載の半導体装置の製造
方法。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the dielectric film of the capacitor is made of a nitride having a relative dielectric constant of 20 or more. Method.
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