JP2013143485A - Semiconductor device and manufacturing method of the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device including a capacitor element having a structure which is easy to ensure conductive connection with a capacitive contact plug even when a capacitive contact pad causes overlay shift.SOLUTION: A semiconductor device includes a structure in which a capacitive contact plug and an electrode of a capacitor are conductively connected via capacitive contact pads. In the structure, a conductively connected part of the capacitive contact plug with the capacitive contact pad has an increased diameter in comparison with other sites of the capacitive contact plug.

Description

本発明は、半導体装置、特にメモリセルのキャパシタ素子を含む半導体装置とその製造方法に関する。   The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device including a capacitor element of a memory cell and a manufacturing method thereof.

半導体装置の微細化の進展に伴って、DRAM(Dynamic Random Access Memory)素子を構成するメモリセル部の面積縮小が進められている。メモリセル部に配置されるキャパシタ素子としては、一般に、メモリセル部の面積を縮小しても十分な静電容量を確保できるように、立体形状のものが用いられている。具体的には、キャパシタ素子の下部電極を、クラウン型(王冠型)またはピラー(ペデスタル)型(柱型)とし、下部電極の壁面をキャパシタ素子として利用することで、表面積を拡大して、静電容量を確保できるようにしている。   With the progress of miniaturization of semiconductor devices, the area of a memory cell part constituting a DRAM (Dynamic Random Access Memory) element is being reduced. As the capacitor element disposed in the memory cell portion, generally, a three-dimensional capacitor element is used so that sufficient capacitance can be secured even if the area of the memory cell portion is reduced. Specifically, the lower electrode of the capacitor element is a crown type (crown type) or pillar (pedestal) type (column type), and the wall surface of the lower electrode is used as a capacitor element, thereby increasing the surface area and reducing the surface area. The electric capacity can be secured.

半導体基板の上方にシリンダ状に積層されたキャパシタ、いわゆるスタック型キャパシタを用いたDRAMのCOB(Capacitor Over Bitline)構造においては、キャパシタ容量を確保するために、高アスペクト比の構造を形成するにも限界がある。そこで例えば特許文献1では、コンタクトパッドを厚く形成し、その上にキャパシタシリンダ(下部電極)を形成することで、コンタクトパッドの側面もキャパシタ下部電極として使用して容量の増大を図っている。   In a COB (Capacitor Over Bitline) structure of a DRAM using a capacitor stacked in a cylinder shape above a semiconductor substrate, that is, a so-called stack type capacitor, a structure having a high aspect ratio is also formed in order to secure a capacitor capacity. There is a limit. Therefore, for example, in Patent Document 1, a contact pad is formed thick, and a capacitor cylinder (lower electrode) is formed thereon, whereby the side surface of the contact pad is also used as a capacitor lower electrode to increase the capacitance.

特許文献2では、下層間絶縁膜を貫通する容量コンタクトプラグと、その容量コンタクトプラグを介してトランジスタと接続された容量コンタクトパッドとを有し、下部電極が容量コンタクトパッド上に設けられている半導体装置が開示されている。   In Patent Document 2, a semiconductor having a capacitor contact plug penetrating a lower interlayer insulating film and a capacitor contact pad connected to a transistor through the capacitor contact plug, and a lower electrode provided on the capacitor contact pad An apparatus is disclosed.

特開2004−311918号公報JP 2004-311918 A 特開2011−228338号公報JP 2011-228338 A

DRAMのメモリセルサイズが小さくなるにつれて、コンタクトホールと配線の重ね合わせのマージンも小さくなり、コンタクトホールと配線の断線が発生し、コンタクト不良となる問題が発生する可能性がある。   As the memory cell size of the DRAM becomes smaller, the overlap margin between the contact hole and the wiring also becomes smaller, and the contact hole and the wiring may be disconnected, which may cause a problem of contact failure.

例えば、特許文献2に開示されたような構造の半導体装置において、容量コンタクトパッド露光時に容量コンタクトメタル(プラグ)との重ねずれが発生した場合は、容量コンタクトパッドメタルと容量コンタクトメタル(プラグ)が繋がらず断線して非導通、もしくは容量コンタクトパッドメタルと容量コンタクトメタル(プラグ)の接触面積が非常に小さくなり高抵抗となるという問題が発生しうる。   For example, in a semiconductor device having a structure as disclosed in Patent Document 2, when a displacement of a capacitor contact metal (plug) occurs during exposure of a capacitor contact pad, the capacitor contact pad metal and the capacitor contact metal (plug) are There may be a problem in that the contact area between the capacitor contact pad metal and the capacitor contact metal (plug) becomes very small and high resistance due to disconnection without being connected and disconnection.

以上より、容量コンタクトパッドが重ねずれしても容量コンタクトプラグとの導通接続を確保しやすい構造のキャパシタ素子を含む半導体装置が望まれる。   In view of the above, a semiconductor device including a capacitor element having a structure that facilitates ensuring a conductive connection with a capacitor contact plug even when the capacitor contact pads are overlaid is desired.

第1の視点において、下記の半導体装置が提供される。即ち、容量コンタクトプラグとキャパシタの電極とを、容量コンタクトパッドを介して導通接続する構造のキャパシタを含む半導体装置であって、該容量コンタクトプラグにおける、該容量コンタクトパッドとの導通接続部位が、他の部位と比較して増径された構造である半導体装置が提供される。   In the first aspect, the following semiconductor device is provided. That is, a semiconductor device including a capacitor having a structure in which a capacitive contact plug and a capacitor electrode are conductively connected via a capacitive contact pad, wherein the conductive contact portion of the capacitive contact plug and the capacitive contact pad is other There is provided a semiconductor device having a structure in which the diameter is increased as compared with this part.

第2の視点によれば、容量コンタクトプラグとキャパシタの電極とを、容量コンタクトパッドを介して導通接続する構造のキャパシタの形成方法であって、絶縁膜に容量コンタクトホールを形成する工程と、該容量コンタクトホール内面にサイドウォール膜を形成したのちポリシリコンで該容量コンタクトホールを埋める工程と、該絶縁膜の上面及び該サイドウォール膜をエッチバックして該ポリシリコンの上部を露出させる工程と、該露出させた該ポリシリコンの上部にポリシリコンのサイドウォール又はポリシリコンの選択エピタキシャル成長膜を形成する工程と、該サイドウォール又はポリシリコンの選択エピタキシャル成長膜の少なくとも一部を覆うように容量コンタクトパッドを形成する工程と、を含む方法が提供される。   According to a second aspect, there is provided a method of forming a capacitor having a structure in which a capacitor contact plug and a capacitor electrode are electrically connected via a capacitor contact pad, the step of forming a capacitor contact hole in an insulating film, Forming a sidewall film on the inner surface of the capacitor contact hole and then filling the capacitor contact hole with polysilicon; etching back the upper surface of the insulating film and the sidewall film; and exposing the upper portion of the polysilicon; Forming a polysilicon sidewall or polysilicon selective epitaxial growth film on the exposed polysilicon; and a capacitor contact pad to cover at least a part of the sidewall or polysilicon selective epitaxial growth film Forming the method.

実施例1として、(A)容量コンタクトプラグとしてドープトポリシリコンを堆積し、CMPを行った断面図である。(B)次いで層間酸化膜および容量コンタクトプラグのサイドウォール窒化膜をエッチバックした断面図である。(C)次いで容量コンタクトプラグの上部にポリシリコンを選択エピタキシャル成長させて増径部を形成した断面図である。(D)次いでバリアメタル及びタングステンを堆積し、さらに容量コンタクトパッド形成用のフォトレジストをパターニングした断面図である。As Example 1, (A) It is sectional drawing which deposited doped polysilicon as a capacity | capacitance contact plug, and performed CMP. (B) Next, it is a cross-sectional view of the interlayer oxide film and the sidewall nitride film of the capacitor contact plug etched back. (C) Next, polysilicon is selectively epitaxially grown on the upper portion of the capacitor contact plug to form a diameter-increased portion. (D) Next, a barrier metal and tungsten are deposited, and a photoresist for forming a capacitor contact pad is patterned. 図1(D)の後に、バリアメタルとタングステンをドライエッチして容量コンタクトパッドを形成した断面図である。FIG. 2D is a cross-sectional view after forming a capacitive contact pad by dry etching the barrier metal and tungsten after FIG. 実施例2として、(A)図1(B)の後で容量コンタクトプラグの上にドープトポリシリコンを成長させた断面図である。(B)ドープトポリシリコンをエッチバックして容量コンタクトプラグの上部にポリシリコンのサイドウォールを形成した断面図である。(C)バリアメタル及びタングステンデポを堆積し、さらに容量コンタクトパッド形成用のフォトレジストをパターニングした断面図である。As Example 2, (A) It is sectional drawing which grew the doped polysilicon on the capacity | capacitance contact plug after FIG. 1 (B). FIG. 4B is a cross-sectional view in which doped polysilicon is etched back to form polysilicon sidewalls on the capacitor contact plugs. (C) It is sectional drawing which deposited the barrier metal and the tungsten deposit, and also patterned the photoresist for capacitive contact pad formation. 図3(C)の後に、バリアメタルとタングステンをドライエッチして容量コンタクトパッドを形成した断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view after forming a capacitive contact pad by dry etching the barrier metal and tungsten after FIG.

形態1:第1の視点に記載のとおり。
形態2:第2の視点に記載のとおり。
形態1において、前記容量コンタクトプラグにおける、前記容量コンタクトパッドとの導通接続部位が、サイドウォール構造により増径されていることが好ましい。
Form 1: As described in the first aspect.
Form 2: As described in the second viewpoint.
In the first aspect, it is preferable that the conductive contact portion of the capacitive contact plug with the capacitive contact pad is increased in diameter by a sidewall structure.

また、前記容量コンタクトプラグにおける、前記容量コンタクトパッドとの導通接続部位が、選択エピタキシャル成長により増径されていることが好ましい。   Further, it is preferable that the conductive connection portion of the capacitive contact plug with the capacitive contact pad is increased in diameter by selective epitaxial growth.

また、前記容量コンタクトプラグにおける、前記容量コンタクトパッドとの前記増径部位が、ポリシリコンからなることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the increased diameter portion of the capacitive contact plug with the capacitive contact pad is made of polysilicon.

また、前記容量コンタクトプラグの前記増径部位が、砒素ドープされていることが好ましい。   Further, it is preferable that the increased diameter portion of the capacitive contact plug is doped with arsenic.

また、前記容量コンタクトプラグの前記増径部位にバリアメタルが形成され、該バリアメタルを介して前記容量コンタクトパッドと導通接続されていることが好ましい。   Moreover, it is preferable that a barrier metal is formed at the increased diameter portion of the capacitive contact plug and is electrically connected to the capacitive contact pad via the barrier metal.

また、前記容量コンタクトプラグの前記増径部位の側面部において、前記容量コンタクトパッドと導通接続されていることが好ましい。   Further, it is preferable that the side surface portion of the increased diameter portion of the capacitive contact plug is electrically connected to the capacitive contact pad.

また、前記増径は20〜100nmの増径であることが好ましい。   Moreover, it is preferable that the said diameter increase is a diameter increase of 20-100 nm.

形態2において、前記ポリシリコンのサイドウォール又はポリシリコンの選択エピタキシャル成長膜に、砒素ドープを行う工程をさらに含むことが好ましい。以下、本開示における例示として、各実施例に付いて詳述する。   In the second aspect, it is preferable that the method further includes a step of doping arsenic into the polysilicon sidewall or the polysilicon selective epitaxial growth film. Hereinafter, each example will be described in detail as an example in the present disclosure.

(実施例1)
図2は、容量コンタクトパッドの重ねずれが発生しても断線せず、非導通が発生しにくい、本発明の実施例1に係る容量コンタクトプラグ及び容量コンタクトパッドの接続構造である。従来技術の構造と異なり、容量コンタクトパッドの重ねズレに影響されないように、容量コンタクトプラグのトップ(上部)径を拡大した後、容量コンタクトメタルパッドと容量コンタクトプラグが側壁コンタクトをとる構造となっている。
Example 1
FIG. 2 shows a connection structure of the capacitor contact plug and the capacitor contact pad according to the first embodiment of the present invention, which is not disconnected even when the displacement of the capacitor contact pad occurs and is less likely to be non-conductive. Unlike the structure of the prior art, after the top (upper) diameter of the capacitor contact plug is enlarged, the capacitor contact metal pad and the capacitor contact plug have side wall contacts so that they are not affected by the displacement of the capacitor contact pads. Yes.

この構造の製造方法を以下に示す。図1(A)は、層間酸化膜(絶縁層)にドライエッチングで開口(コンタクトホール)を形成し、内部に容量コンタクトサイドウォール窒化膜5aおよび容量コンタクトプラグ5bとしてドープトポリシリコンを成膜堆積し、CMPを行った後の断面図を示す。なお、符号1はSTI(Shallow Trench Isolation,トレンチ分離酸化膜)、符号2はリセスゲート、符号3はビットコンタクトプラグ(例えばW/TiN)、符号4はビット線を示す。   The manufacturing method of this structure is shown below. In FIG. 1A, an opening (contact hole) is formed by dry etching in an interlayer oxide film (insulating layer), and doped polysilicon is deposited as a capacitor contact sidewall nitride film 5a and a capacitor contact plug 5b. Then, a cross-sectional view after performing CMP is shown. Reference numeral 1 denotes STI (Shallow Trench Isolation, trench isolation oxide film), reference numeral 2 denotes a recess gate, reference numeral 3 denotes a bit contact plug (for example, W / TiN), and reference numeral 4 denotes a bit line.

図1(B)は、層間酸化膜および容量コンタクトサイドウォール窒化膜5aをエッチバックした後の断面図を示す。CFガスによるドライエッチングで層間酸化膜を50nm程度エッチングし、更に、燐酸液にて容量コンタクトサイドウォール窒化膜5aをエッチバックすることにより、容量コンタクトプラグ5bを50nm程度突き出させる。 FIG. 1B shows a cross-sectional view after etching back the interlayer oxide film and the capacitor contact sidewall nitride film 5a. The interlayer oxide film is etched by about 50 nm by dry etching with CF 4 gas, and the capacitor contact sidewall nitride film 5a is etched back with phosphoric acid solution, thereby protruding the capacitor contact plug 5b by about 50 nm.

図1(C)は、容量コンタクトプラグ5bの上部(トップ部)にシリコンを選択エピタキシャル成長させた後の断面図を示す。Siガスを用いた選択エピタキシャル成長層5eにより、容量コンタクトプラグのトップ径は、片側約30nm程度拡大させることができる。これにより、容量コンタクト側壁との接触面積を増加させることが出来る。なお、拡大(増径)の程度は、片側10nm〜50nm程度であることが好ましい。したがって全体では20〜100nm程度の増径とすることが好ましい。 FIG. 1C shows a cross-sectional view after selective epitaxial growth of silicon on the upper portion (top portion) of the capacitor contact plug 5b. By the selective epitaxial growth layer 5e using Si 2 H 6 gas, the top diameter of the capacitive contact plug can be increased by about 30 nm on one side. As a result, the contact area with the side wall of the capacitor contact can be increased. In addition, it is preferable that the degree of expansion (increasing diameter) is about 10 nm to 50 nm on one side. Therefore, it is preferable to increase the diameter by about 20 to 100 nm as a whole.

また、この容量コンタクトプラグ5bの選択エピタキシャル成長層5eの成長後に、砒素注入(例えばAs:50KeVにて斜めから注入する事で表面約30nm程度の深さまで注入(プラグトップのエピタキシャル成長部30nmにも砒素注入が入る))を行う。この砒素注入により50nm程度突き出した容量コンタクトプラグ表面がアモルファス化することで、この後のバリアメタルのCoSi反応が促進され、側面でのバリアメタル(TiN/Ti/CoSi)/ポリの接触抵抗が低減できる。   Further, after the selective epitaxial growth layer 5e of the capacitor contact plug 5b is grown, arsenic implantation (for example, implantation at a depth of about 30 nm by oblique implantation at As: 50 KeV (arsenic implantation into the plug top epitaxial growth portion 30 nm) is performed. )). The surface of the capacitive contact plug protruding about 50 nm by this arsenic implantation becomes amorphous, so that the subsequent CoSi reaction of the barrier metal is promoted, and the contact resistance of the barrier metal (TiN / Ti / CoSi) / poly on the side surface is reduced. it can.

図1(D)は、容量コンタクトバリアメタル5cと容量コンタクトパッド用のタングステン(W)層5dの成膜および容量コンタクトパッド形成用のフォトレジスト9のパターニング後の断面図を示す。容量コンタクトバリアメタル(TiN/Ti/CoSi)5cおよびタングステン層5dを成膜し、この後、フォトレジスト9を塗布しパターンニングする。   FIG. 1D shows a cross-sectional view after forming the capacitor contact barrier metal 5c and the tungsten (W) layer 5d for the capacitor contact pad and patterning the photoresist 9 for forming the capacitor contact pad. A capacitor contact barrier metal (TiN / Ti / CoSi) 5c and a tungsten layer 5d are formed, and then a photoresist 9 is applied and patterned.

図2は、容量コンタクトバリアメタル5cとタングステン(W)層5dのドライエッチング後の断面図を示す。ClガスとSFガスの混合ガスを用いたWドライエッチングにより容量コンタクトパッド6が形成され、容量コンタクトプラグ5bと容量コンタクト(メタル)パッド6との、より接触面積の大きな側壁コンタクト構造が出来る。 FIG. 2 shows a cross-sectional view of the capacitor contact barrier metal 5c and the tungsten (W) layer 5d after dry etching. The capacitor contact pad 6 is formed by W dry etching using a mixed gas of Cl 2 gas and SF 6 gas, and a sidewall contact structure having a larger contact area between the capacitor contact plug 5b and the capacitor contact (metal) pad 6 can be formed. .

以上により、容量コンタクトパッド露光時に重ねずれが発生しても、容量コンタクトトップ径を拡大した容量コンタクトプラグによる側壁コンタクト構造であるため、容量コンタクトパッドと容量コンタクトプラグ間の断線が起こらず、非導通防止を向上させることができる。   As described above, even if an overlay shift occurs during exposure of the capacitor contact pad, the contact contact between the capacitor contact pad and the capacitor contact plug does not occur due to the sidewall contact structure with the capacitor contact plug having an enlarged capacitor contact top diameter. Prevention can be improved.

実施例1に示す構造により、下記のような効果が得られる。第1に、容量コンタクトパッド露光時に重ねずれが発生しても、側壁コンタクト構造であるため、容量コンタクトパッドと容量コンタクトプラグにて断線が起こらず、非導通防止が可能となる。第2に、容量コンタクトポリプラグを50nm程度突き出させることで、容量コンタクトメタルパッドと容量コンタクトプラグ側面との接触面積を確保できる。第3に、容量コンタクトプラグ上に砒素注入を行うことで、容量コンタクトプラグ表面がアモルファス化して、この後に成膜するバリアメタルのCoSi反応が促進され、側面でのバリアメタル(TiN/CoSi)/ポリシリコンの接触抵抗が低減できる。第4に、50nm程度突き出した容量コンタクトプラグのトップ径を拡大することで、側壁コンタクトをするポリシリコンプラグの側面の接触面積を大きくして、抵抗を低減することができる。   The structure shown in Example 1 provides the following effects. First, even if an overlay error occurs during exposure of the capacitor contact pad, the sidewall contact structure prevents disconnection between the capacitor contact pad and the capacitor contact plug, thereby preventing non-conduction. Second, the contact area between the capacitor contact metal pad and the side surface of the capacitor contact plug can be secured by protruding the capacitor contact polyplug by about 50 nm. Third, by implanting arsenic on the capacitor contact plug, the surface of the capacitor contact plug becomes amorphous, and the CoSi reaction of the barrier metal to be formed later is promoted, and the barrier metal (TiN / CoSi) / The contact resistance of polysilicon can be reduced. Fourth, by enlarging the top diameter of the capacitive contact plug protruding about 50 nm, it is possible to increase the contact area of the side surface of the polysilicon plug that makes the side wall contact, and to reduce the resistance.

(実施例2)
図4は、容量コンタクトパッドの重ねずれが発生しても断線せず、非導通が発生しにくい本発明の実施例2に係る構造である。実施例1と異なってポリシリコンのサイドウォールを形成して容量コンタクトプラグトップ径を拡大する構造である。
(Example 2)
FIG. 4 shows a structure according to the second embodiment of the present invention in which disconnection does not occur even when the displacement of the capacitor contact pads occurs, and non-conduction is unlikely to occur. Unlike the first embodiment, a polysilicon side wall is formed to enlarge the capacitor contact plug top diameter.

実施例2の構造の製造方法を以下に示す。図1(B)の層間酸化膜および容量コンタクトサイドウォール窒化膜エッチバックまでは、実施例1と同じである。   The manufacturing method of the structure of Example 2 is shown below. The processes up to the interlayer oxide film and the capacitor contact sidewall nitride film etch-back in FIG.

図3(A)は、容量コンタクトプラグの上部を含め全面にドープトポリシリコンを成長させた断面図を示す。PHガスとSiHガスを用いてドープトポリシリコン膜5fを容量コンタクトプラグ上に約30nm成膜する。 FIG. 3A shows a cross-sectional view in which doped polysilicon is grown on the entire surface including the upper portion of the capacitor contact plug. A doped polysilicon film 5f is formed on the capacitive contact plug by about 30 nm using PH 3 gas and SiH 4 gas.

図3(B)は、容量コンタクトプラグトップ部のポリシリコンをエッチバックしてサイドウォール構造5gを形成した断面図を示す。HBrガスを用いたポリシリコンエッチバックにより、容量コンタクトプラグトップのポリシリコンのサイドウォール構造5gを形成する。これにより、トップ径は片側約30nm程度拡大させることができる。これにより、容量コンタクト側壁との接触面積を増加させることが出来る。   FIG. 3B shows a cross-sectional view in which the sidewall structure 5g is formed by etching back the polysilicon in the capacitor contact plug top portion. A polysilicon sidewall structure 5g on the capacitor contact plug top is formed by polysilicon etch-back using HBr gas. Thereby, the top diameter can be enlarged by about 30 nm on one side. As a result, the contact area with the side wall of the capacitor contact can be increased.

また、この容量コンタクトプラグトップのポリシリコンのサイドウォール構造5gの形成後に、砒素注入(例えばAs:50KeVにて斜めから注入する事で表面約30nm程度の深さまで注入(プラグトップのポリシリコンサイドウォール部30nmにも砒素注入が入る))を行う。この砒素注入により50nm程度突き出した容量コンタクトプラグ表面がアモルファス化することで、この後のバリアメタルのCoSi反応が促進され、側面でのバリアメタル(TiN/Ti/CoSi)/ポリシリコンの接触抵抗が低減できる。   After the formation of the polysilicon side wall structure 5g of the capacitor contact plug top, arsenic implantation (for example, implantation at a depth of about 30 nm is performed by implanting at an angle of As: 50 KeV (the polysilicon sidewall of the plug top). Arsenic implantation is also applied to the portion 30 nm)). The surface of the capacitor contact plug protruding about 50 nm by this arsenic implantation becomes amorphous, so that the subsequent CoSi reaction of the barrier metal is promoted, and the contact resistance of the barrier metal (TiN / Ti / CoSi) / polysilicon on the side surface is increased. Can be reduced.

図3(C)は、容量コンタクトバリアメタル5cとタングステン(W)の成膜および容量コンタクトパッド形成のためのフォトレジスト9のパターニング後の断面図を示す。容量コンタクトバリアメタル(TiN/Ti/CoSi)5cおよびタングステン層5dを成膜し、この後、フォトレジスト9を塗布しパターンニングする。   FIG. 3C shows a cross-sectional view after patterning of the photoresist 9 for forming the capacitor contact barrier metal 5c and tungsten (W) and forming the capacitor contact pad. A capacitor contact barrier metal (TiN / Ti / CoSi) 5c and a tungsten layer 5d are formed, and then a photoresist 9 is applied and patterned.

図4は、タングステン層5d及び容量コンタクトバリアメタル5cのドライエッチング後の断面図を示す。ClガスとSFガスの混合ガスを用いたタングステンドライエッチングにより容量コンタクトパッド6が形成され、容量コンタクトプラグ5bと容量コンタクトパッド6との、より接触面積の大きな側壁コンタクト構造が出来る。 FIG. 4 shows a cross-sectional view after dry etching of the tungsten layer 5d and the capacitor contact barrier metal 5c. The capacitor contact pad 6 is formed by tungsten dry etching using a mixed gas of Cl 2 gas and SF 6 gas, and a sidewall contact structure with a larger contact area between the capacitor contact plug 5b and the capacitor contact pad 6 can be formed.

以上により、容量コンタクトパッド露光時に重ねずれが発生しても、容量コンタクトトップ径拡大プラグによる側壁コンタクト構造であるため、容量コンタクトパッド6と容量コンタクトプラグ5bにて断線が起こらず、非導通防止を向上することが可能となる。この実施例2に示す構造においても、実施例1と同様の効果が得られる。   As described above, even if an overlay shift occurs during the exposure of the capacitor contact pad, the capacitor contact pad 6 and the capacitor contact plug 5b are not disconnected because the side wall contact structure is formed by the capacitor contact top diameter enlarged plug, thereby preventing non-conduction. It becomes possible to improve. In the structure shown in the second embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

本発明の全開示(請求の範囲及び図面を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素(各請求項の各要素、各実施例の各要素、各図面の各要素等を含む)の多様な組み合わせ、ないし、選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。   Within the scope of the entire disclosure (including claims and drawings) of the present invention, the embodiments and examples can be changed and adjusted based on the basic technical concept. Further, various combinations or selections of various disclosed elements (including each element of each claim, each element of each embodiment, each element of each drawing, etc.) are possible within the scope of the claims of the present invention. It is. That is, the present invention of course includes various variations and modifications that could be made by those skilled in the art according to the entire disclosure including the claims and the technical idea.

1 STI
2 リセスゲート
3 ビットコンタクトプラグ
4 ビット線
5a 容量コンタクトサイドウォール窒化膜
5b 容量コンタクトプラグ
5c 容量コンタクトバリアメタル
5d タングステン層(容量コンタクトパッド)
5e 選択エピタキシャル成長層
5f ドープトポリシリコン膜
5g サイドウォール構造
6 容量コンタクト(メタル)パッド
9 フォトレジスト
1 STI
2 Recess gate 3 Bit contact plug 4 Bit line 5a Capacitor contact sidewall nitride film 5b Capacitor contact plug 5c Capacitor contact barrier metal 5d Tungsten layer (capacitor contact pad)
5e selective epitaxial growth layer 5f doped polysilicon film 5g sidewall structure 6 capacitive contact (metal) pad 9 photoresist

Claims (10)

容量コンタクトプラグとキャパシタの電極とを、容量コンタクトパッドを介して導通接続する構造のキャパシタを含む半導体装置であって、
該容量コンタクトプラグの該容量コンタクトパッドとの導通接続部位が、該容量コンタクトプラグの他の部位と比較して増径された構造であることを特徴とする、半導体装置。
A semiconductor device including a capacitor having a structure in which a capacitor contact plug and a capacitor electrode are conductively connected via a capacitor contact pad,
A semiconductor device characterized in that a conductive connection portion of the capacitive contact plug with the capacitive contact pad has a structure in which the diameter is increased as compared with other portions of the capacitive contact plug.
前記容量コンタクトプラグにおける、前記容量コンタクトパッドとの導通接続部位が、サイドウォール構造により増径されていることを特徴とする、請求項1に記載の半導体装置。   2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the conductive contact portion of the capacitive contact plug with the capacitive contact pad has a diameter increased by a sidewall structure. 前記容量コンタクトプラグにおける、前記容量コンタクトパッドとの導通接続部位が、選択エピタキシャル成長により増径されていることを特徴とする、請求項1に記載の半導体装置。   2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the conductive contact portion of the capacitive contact plug with the capacitive contact pad is increased in diameter by selective epitaxial growth. 前記容量コンタクトプラグにおける、前記容量コンタクトパッドとの前記増径部位が、ポリシリコンからなることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the increased diameter portion of the capacitor contact plug with the capacitor contact pad is made of polysilicon. 前記容量コンタクトプラグの前記増径部位が、砒素ドープされていることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the increased diameter portion of the capacitive contact plug is doped with arsenic. 前記容量コンタクトプラグの前記増径部位にバリアメタルが形成され、該バリアメタルを介して前記容量コンタクトパッドと導通接続されていることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一に記載の半導体装置。   The barrier metal is formed at the increased diameter portion of the capacitor contact plug, and is electrically connected to the capacitor contact pad through the barrier metal. Semiconductor device. 前記容量コンタクトプラグの前記増径部位の側面部において、前記容量コンタクトパッドと導通接続されていることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the side surface portion of the increased diameter portion of the capacitive contact plug is electrically connected to the capacitive contact pad. 前記増径は20〜100nmの増径であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 1, wherein the increased diameter is an increased diameter of 20 to 100 nm. 容量コンタクトプラグとキャパシタの電極とを、容量コンタクトパッドを介して導通接続する構造のキャパシタの形成方法であって、
絶縁膜に容量コンタクトホールを形成する工程と、
該容量コンタクトホール内面にサイドウォール膜を形成したのちポリシリコンで該容量コンタクトホールを埋める工程と、
該絶縁膜の上面及び該サイドウォール膜をエッチバックして該ポリシリコンの上部を露出させる工程と、
該露出させた該ポリシリコンの上部にポリシリコンのサイドウォール又はポリシリコンの選択エピタキシャル成長膜を形成する工程と、
該サイドウォール又はポリシリコンの選択エピタキシャル成長膜の少なくとも一部を覆うように容量コンタクトパッドを形成する工程と、
を含むことを特徴とする、キャパシタの形成方法。
A method of forming a capacitor having a structure in which a capacitor contact plug and a capacitor electrode are conductively connected via a capacitor contact pad,
Forming a capacitor contact hole in the insulating film;
Filling the capacitor contact hole with polysilicon after forming a sidewall film on the inner surface of the capacitor contact hole;
Etching the upper surface of the insulating film and the sidewall film to expose the upper part of the polysilicon; and
Forming a polysilicon sidewall or a polysilicon selective epitaxial growth film on the exposed polysilicon; and
Forming a capacitor contact pad so as to cover at least part of the sidewall or the selective epitaxial growth film of polysilicon;
A method of forming a capacitor, comprising:
前記ポリシリコンのサイドウォール又はポリシリコンの選択エピタキシャル成長膜に、砒素ドープを行う工程をさらに含むことを特徴とする、請求項9に記載のキャパシタの形成方法。   10. The method of forming a capacitor according to claim 9, further comprising a step of arsenic doping the polysilicon sidewall or the polysilicon selective epitaxial growth film.
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