JP2750159B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP2750159B2
JP2750159B2 JP1177942A JP17794289A JP2750159B2 JP 2750159 B2 JP2750159 B2 JP 2750159B2 JP 1177942 A JP1177942 A JP 1177942A JP 17794289 A JP17794289 A JP 17794289A JP 2750159 B2 JP2750159 B2 JP 2750159B2
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film
polysilicon
capacitor
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は半導体装置の製造方法に関し、詳しくは、
1トランジスタ・1キャパシタ型半導体ダイナミックラ
ンダムアクセスメモリ(DRAM)におけるスタック・キャ
パシタの製造方法に関するものである。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.
The present invention relates to a method for manufacturing a stacked capacitor in a one-transistor one-capacitor semiconductor dynamic random access memory (DRAM).

(従来の技術) 従来よりDRAMの高密度化を図る為に、単位セル面積当
りの情報蓄積用キャパシタ容量を増加させる試みが多々
行われてきている。例えばアイイーイーイー・トランス
アクションズ・オン・エレクトロン・デバイシス(IEEE
TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES)ED−27〔8〕(1
980−8)P1596〜1601に開示されるように、キャパシタ
をフィールド酸化膜などの上に積み上げ、容量を増大さ
せるスタック・キャパシタが提案され、現在では1メガ
ビット以上の高集積型DRAMのキャパシタ構造における主
流となりつつある。
(Prior Art) Conventionally, in order to increase the density of a DRAM, many attempts have been made to increase the capacitance of an information storage capacitor per unit cell area. For example, IEE Transactions on Electron Devices (IEEE
TRANSACTIONS ON ELECTRON DEVICES) ED-27 [8] (1
980-8) As disclosed in P1596 to 1601, a stacked capacitor in which a capacitor is stacked on a field oxide film or the like to increase the capacity has been proposed. It is becoming mainstream.

第2図は、従来のスタック・キャパシタを用いた半導
体装置の製造方法の一例を示したものである。以下これ
を第2図(A)〜(E)を参照して説明する。
FIG. 2 shows an example of a conventional method for manufacturing a semiconductor device using a stacked capacitor. This will be described below with reference to FIGS. 2 (A) to 2 (E).

まず第2図(A)は、P型シリコン基板201に不純物
イオン注入と選択酸化法によりチャネルストップ層20
2、および膜厚600nmのフィールド酸化膜203を形成した
ところである。
First, FIG. 2A shows that a channel stop layer 20 is formed in a P-type silicon substrate 201 by impurity ion implantation and selective oxidation.
Second, a field oxide film 203 having a thickness of 600 nm has been formed.

続いて、熱酸化を行い、基板201の露出表面にゲート
酸化膜204を形成した後、その上を含む全面に減圧CVD
(化学的気相成長)法により、膜厚30nmの第1層ポリシ
リコン205を堆積させ、この第1層ポリシリコン205に導
電性を与える為、リンを5×1020cm-3程度の濃度でドー
プする。次いで、第1層ポリシリコン205上に図示しな
いがレジストをパターニングし、そのレジストをマスク
にして、CF4ガスを使用したプラズマエッチャにより第
1層ポリシリコン205を第2図(B)に示すようにエッ
チングする。さらに、図示しないレジストを除去後、第
1層ポリシリコン205をマスクにして、同第2図(B)
に示すように、ゲート酸化膜204の不要部分をフッ酸溶
液で除去する。これにより、トランスファゲートトラン
ジスタのゲート電極部が形成される。
Subsequently, thermal oxidation is performed to form a gate oxide film 204 on the exposed surface of the substrate 201.
A 30 nm-thick first-layer polysilicon 205 is deposited by a (chemical vapor deposition) method, and phosphorus is added to the first-layer polysilicon 205 at a concentration of about 5 × 10 20 cm −3 to impart conductivity to the first-layer polysilicon 205. Dope. Next, although not shown, a resist is patterned on the first-layer polysilicon 205, and the first-layer polysilicon 205 is shown in FIG. 2B by a plasma etcher using CF 4 gas using the resist as a mask. Etching as follows. Further, after removing the resist (not shown), the first-layer polysilicon 205 is used as a mask, and FIG.
As shown in FIG. 7, unnecessary portions of the gate oxide film 204 are removed with a hydrofluoric acid solution. Thereby, a gate electrode portion of the transfer gate transistor is formed.

次いで、第1層ポリシリコン205およびフィールド酸
化膜203をマスクにしてヒ素を6×1015cm-2程度のドー
ズ量で基板201にイオン注入することにより、第2図
(C)に示すように、自己整合的に、トランスファゲー
トトランジスタのソース・ドレインとしての一対のN+
散層206を基板201内に形成する。次いで乾燥酸素雰囲気
中においてドライブインを行い、N+拡散層206の接合深
さを0.2μmとする。この際、露出していたP型シリコ
ン基板201および第1層ポリシリコン205上に同第2図
(C)に示すように、膜厚150nm程度の熱酸化膜207が形
成される。次に、熱酸化膜207とフィールド酸化膜203上
に図示しないレジストをパターニングし、そのレジスト
をマスクにしてフッ酸溶液あるいはプラズマエッチャに
より熱酸化膜207の一部をエッチングすることにより、
一方のN+拡散層206と後述する第2層ポリシリコンとの
接続をとるためのコンタクト孔208を同第2図(C)に
示すように熱酸化膜207に開孔する。
Then, arsenic is ion-implanted into the substrate 201 at a dose of about 6 × 10 15 cm −2 using the first-layer polysilicon 205 and the field oxide film 203 as a mask, as shown in FIG. Then, a pair of N + diffusion layers 206 as a source and a drain of the transfer gate transistor are formed in the substrate 201 in a self-aligned manner. Next, drive-in is performed in a dry oxygen atmosphere to set the junction depth of the N + diffusion layer 206 to 0.2 μm. At this time, as shown in FIG. 2C, a thermal oxide film 207 having a thickness of about 150 nm is formed on the exposed P-type silicon substrate 201 and the first layer polysilicon 205. Next, a resist (not shown) is patterned on the thermal oxide film 207 and the field oxide film 203, and a part of the thermal oxide film 207 is etched with a hydrofluoric acid solution or a plasma etcher using the resist as a mask.
A contact hole 208 for making a connection between one N + diffusion layer 206 and a second-layer polysilicon, which will be described later, is formed in the thermal oxide film 207 as shown in FIG. 2C.

続いて図示しないレジストを除去後、減圧CVD法によ
り全面に第2層ポリシリコン209を100nm堆堆させる。そ
の後、この第2層ポリシリコン209に導電性をもたせる
ためにリンを5×1019〜1×1020cm-3程度の濃度でドー
プした後、この第2層ポリシリコン209を、第1層ポリ
シリコン205と同様な方法でパターニングして、第2図
(D)に示すように基板201上の所定部分にのみスタッ
ク・キャパシタの下部電極として残す。
Subsequently, after removing the resist (not shown), a second-layer polysilicon 209 is deposited on the entire surface to a thickness of 100 nm by a low pressure CVD method. Thereafter, phosphorus is doped at a concentration of about 5 × 10 19 to 1 × 10 20 cm -3 to impart conductivity to the second layer polysilicon 209, and then the second layer polysilicon 209 is added to the first layer polysilicon 209. Patterning is performed in the same manner as the polysilicon 205, and is left as a lower electrode of the stacked capacitor only at a predetermined portion on the substrate 201 as shown in FIG.

その後、この下部電極上を含む全面に、まずキャパシ
タの誘電体としての窒化シリコン膜210を20nm、次に同
キャパシタの上部電極としての第3層ポリシリコン211
を100nm、各々減圧CVD法により堆積させる。その後、第
3層ポリシリコン211にリンを5×1020cm-3程度の濃度
でドープした後、再び第1層ポリシリコン205と同様な
方法で第3層ポリシリコン211と窒化シリコン膜210をパ
ターニングし、第2図(E)に示すように残存第2層ポ
リシリコン209上にのみ残し、スタック・キャパシタを
完成させる。
Thereafter, on the entire surface including the lower electrode, a silicon nitride film 210 as a dielectric of the capacitor is first formed to a thickness of 20 nm, and then a third layer polysilicon 211 as an upper electrode of the capacitor is formed.
Are deposited at a thickness of 100 nm by a low pressure CVD method. Thereafter, the third polysilicon layer 211 is doped with phosphorus at a concentration of about 5 × 10 20 cm −3 , and then the third polysilicon layer 211 and the silicon nitride film 210 are formed again in the same manner as the first polysilicon layer 205. Patterning is performed, and is left only on the remaining second-layer polysilicon 209 as shown in FIG. 2E, thereby completing the stacked capacitor.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、上記のような従来の方法では、素子の
集積度が上がると、キャパシタ面積すなわち第2層ポリ
シリコン209(下部電極)の表面積が小さくなり、充分
なキャパシタ容量が得られないという問題点があった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in the conventional method as described above, when the degree of integration of the element increases, the capacitor area, that is, the surface area of the second-layer polysilicon 209 (lower electrode) decreases, and a sufficient capacitor There was a problem that the capacity could not be obtained.

そこで、ザ・20ス・1988・ソリッド・ステイト・デバ
イシス・アンド・マテリアルズ(THE 20TH 1988 SOLID
STATE DEVICES AND MATERIALS(SSDM))P581〜584に開
示されるように、従来、一層のポリシリコンで形成して
いた蓄積ノード(下部電極)を、ポリシリコンを2層積
み重ねて形成することにより、その表面積を増大させ、
容量を大きく取れるようにした改良事例もあるが、工程
が複雑化する上、蓄積ノード側面に横方向に空隙を形成
しているので、後工程においてキャパシタ用絶縁膜やプ
レート電極(上部電極)を形成する場合に、ボイド等の
欠陥がなく、かつ均一にこの空隙の奥の部分まで、これ
らの膜を形成することが困難であり、技術的に満足でき
るのは得られなかった。
The 20th 1988 SOLID STATE DEVICES & MATERIALS (THE 20TH 1988 SOLID
STATE DEVICES AND MATERIALS (SSDM)) As disclosed in pages 581 to 584, a storage node (lower electrode) conventionally formed of one layer of polysilicon is formed by stacking two layers of polysilicon. Increase the surface area,
Although there is an improvement example in which a large capacitance can be obtained, the process becomes complicated and a void is formed in the lateral direction on the side surface of the storage node. When forming these films, it is difficult to form these films uniformly without any defects such as voids up to the deep portion of the voids, and it has not been technically satisfactory.

この発明は、前記従来技術がもっている、集積度が上
がり、キャパシタ面積の減少により、充分なキャパシタ
容量が得られないという問題点について、工程を複雑化
することなく、解決した半導体装置の製造方法を提供す
るものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the problem that the conventional technology has a problem that a sufficient capacitance cannot be obtained due to an increase in the degree of integration and a decrease in the capacitor area without complicating the process. Is provided.

(課題を解決するための手段) この発明では、半導体基板上に不純物を高濃度に含有
する酸化膜を形成し、その酸化膜を熱処理して、析出型
粒子を膜表面に発生させることにより、酸化膜表面に微
細な凹凸を形成し、その酸化膜上にポリシリコンを堆積
させ、、パターニングすることにより、前記酸化膜と同
様に表面に凹凸を有するキャパシタの下部電極を形成す
る。
(Means for Solving the Problems) According to the present invention, an oxide film containing a high concentration of impurities is formed on a semiconductor substrate, and the oxide film is heat-treated to generate precipitation-type particles on the film surface. By forming fine irregularities on the surface of the oxide film, depositing polysilicon on the oxide film, and patterning, a lower electrode of the capacitor having the irregularities on the surface is formed similarly to the oxide film.

(作 用) 例えばボロンやリンなどのような不純物を高濃度に含
有する酸化膜を例えば乾燥酸素雰囲気中で熱処理する
と、膜表面に析出型粒子が発生し、酸化膜表面は微細な
凹凸面となる。そして、この酸化膜上にポリシリコンを
堆堆させてキャパシタの下部電極を形成すれば、前記酸
化膜表面の影響を受けて下部電極(ポリシリコン)の表
面も凹凸となり、下部電極の表面積を大きくとれる。し
たがって、この下部電極上に誘電体膜さらには上部電極
を形成してスタック・キャパシタを完成させれば、単位
面積当りのキャパシタ容量を大きくとることができる。
(Operation) When an oxide film containing a high concentration of impurities such as boron and phosphorus is heat-treated in, for example, a dry oxygen atmosphere, precipitation type particles are generated on the film surface, and the oxide film surface has fine irregularities. Become. If polysilicon is deposited on this oxide film to form the lower electrode of the capacitor, the surface of the lower electrode (polysilicon) becomes uneven due to the influence of the oxide film surface, and the surface area of the lower electrode increases. I can take it. Therefore, if a dielectric film and an upper electrode are formed on the lower electrode to complete a stacked capacitor, the capacitance per unit area can be increased.

なお、析出型粒子による凹凸は鋭角的なものとなら
ず、したがって、下部電極上の凹凸も鋭角的なものとな
らず、電界集中によるキャパシタ誘電体膜の寿命低下の
心配はない。
In addition, the unevenness due to the precipitation type particles does not become acute, and therefore, the unevenness on the lower electrode does not become acute, and there is no fear that the life of the capacitor dielectric film is shortened due to electric field concentration.

また、下部電極ポリシリコンは、導電性をもたせるた
め不純物をドープするが、下地に高濃度に不純物を含む
前記酸化膜があれば、この酸化膜からの不純物導入が可
能となる。つまり、他の不純物拡散源膜を必要としな
い。
The lower electrode polysilicon is doped with impurities in order to have conductivity. If the underlying oxide film contains impurities at a high concentration, impurities can be introduced from the oxide film. That is, no other impurity diffusion source film is required.

なお、BPSG膜の熱処理による析出型粒子の発生につい
ては、「昭和62年秋季第48回応用物理学会関係連合講演
会予稿集 P545 18a−Q−10「BPSG膜表面への析出型
粒子の発生に対する熱処理の影響」」に開示される通り
である。
The generation of precipitated particles by heat treatment of the BPSG film is described in “Preliminary Proceedings of the 48th JSAP Autumn Meeting, 1987, P545 18a-Q-10,” for the generation of precipitated particles on the BPSG film surface. Effect of Heat Treatment ”.

(実施例) 以下、この発明の一実施例を第1図(a)〜(g)の
工程断面図を参照して詳細に説明する。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the process sectional views of FIGS. 1 (a) to 1 (g).

まず第1図(a)に示すように、P型シリコン基板10
1に、イオン注入法と選択酸化法によりチャネルストッ
プ層102、および膜厚600nmのフィールド酸化膜103を形
成する。
First, as shown in FIG.
First, a channel stop layer 102 and a 600 nm-thick field oxide film 103 are formed by ion implantation and selective oxidation.

続いて、950℃乾燥酸素雰囲気中で熱酸化を行うこと
により、基板101の露出表面に、膜厚25nmのゲート酸化
膜104を形成する。さらにその上を含む全面に、減圧CVD
(化学的気相成長)法により膜厚300nmの第1層ポリシ
リコン105を堆堆させ、この第1層ポリシリコン105に導
電性を与える為、リンを5×1020cm-3程度の濃度でドー
プする。次いで、第1層ポリシリコン105上に図示しな
いレジストをパターニングし、そのレジストをマスクに
してCF4ガスを使用したプラズマエッチャにより第1層
ポリシリコン105を第1図(b)に示すようにエッチン
グする。さらに、レジスト除去後、残存第1層ポリシリ
コン105をマスクにして、同第1図(b)に示すように
ゲート酸化膜104の不要部分をフッ酸溶液で除去する。
これにより、トランスファゲートトランジスタのゲート
電極部が形成される。
Subsequently, a gate oxide film 104 having a thickness of 25 nm is formed on the exposed surface of the substrate 101 by performing thermal oxidation in a dry oxygen atmosphere at 950 ° C. In addition, the entire surface including the upper part, low pressure CVD
A 300 nm-thick first-layer polysilicon 105 is deposited by a (chemical vapor deposition) method, and phosphorus is added to the first-layer polysilicon 105 at a concentration of about 5 × 10 20 cm −3 to impart conductivity to the first-layer polysilicon 105. Dope. Next, a resist (not shown) is patterned on the first-layer polysilicon 105, and the first-layer polysilicon 105 is formed as shown in FIG. 1B by a plasma etcher using CF 4 gas using the resist as a mask. Etch. Further, after the resist is removed, unnecessary portions of the gate oxide film 104 are removed with a hydrofluoric acid solution using the remaining first layer polysilicon 105 as a mask, as shown in FIG. 1B.
Thereby, a gate electrode portion of the transfer gate transistor is formed.

次いで、残存第1層ポリシリコン105およびフィール
ド酸化膜103をマスクにしてヒ素を6×1015cm-2のドー
ズ量で基板101内にイオン注入することにより、第1図
(c)に示すように、自己整合的に、トランスファゲー
トトランジスタのソース・ドレインとしての一対のN+
散層106を基板101内に形成する。次いで900℃乾燥酸素
雰囲気中においてドライブインを行い、N+拡散層106の
接合深さを0.2μmとする。この際、露出していたP型
シリコン基板101および第1層ポリシリコン105上に膜厚
150nm程度の熱酸化膜107が形成される。
Then, by ion implantation into the substrate 101 at a dose of residual first polysilicon layer 105 and the field oxide film 103 as a mask, arsenic 6 × 10 15 cm -2, as shown in FIG. 1 (c) Next, a pair of N + diffusion layers 106 as a source and a drain of the transfer gate transistor are formed in the substrate 101 in a self-aligned manner. Next, drive-in is performed in a dry oxygen atmosphere at 900 ° C. to set the junction depth of the N + diffusion layer 106 to 0.2 μm. At this time, the film thickness is formed on the exposed P-type silicon substrate 101 and the first layer polysilicon 105.
A thermal oxide film 107 of about 150 nm is formed.

次いで、不純物ボロンを10wt%以上と、比較的高濃度
に含むBPSG膜108を第1図(d)に示すように基板101上
の全面に200nm堆積させる。
Next, a BPSG film 108 containing a relatively high concentration of impurity boron of 10 wt% or more is deposited on the entire surface of the substrate 101 to a thickness of 200 nm as shown in FIG.

次いで、900℃〜950℃の乾燥酸素雰囲気中で熱処理を
行う。この熱処理によりBPSG膜108の表面には微細な析
出型粒子が発生し、BPSG膜108の表面は第1図(e)に
示すように微細な凹凸面となる。ここで、個々の析出型
粒子の直径,高さは0.5μm以下程度である。
Next, heat treatment is performed in a dry oxygen atmosphere at 900 ° C to 950 ° C. Due to this heat treatment, fine precipitation type particles are generated on the surface of the BPSG film 108, and the surface of the BPSG film 108 becomes a fine uneven surface as shown in FIG. Here, the diameter and height of each precipitation type particle are about 0.5 μm or less.

次いで、このBPSG膜108上に図示しないレジストをパ
ターニングし、このレジストをマスクとしてBPSG膜108
と酸化膜107の一部をフッ酸溶液あるいはプラズマエッ
チャによりエッチングすることにより、これらに、一方
のN+拡散層106と後述する第2層ポリシリコンとの接続
をとるためのコンタクト孔109を第1図(f)に示すよ
うに開孔する。
Next, a resist (not shown) is patterned on the BPSG film 108, and the BPSG film 108 is
And a part of the oxide film 107 are etched by a hydrofluoric acid solution or a plasma etcher, thereby forming a contact hole 109 for making a connection between one N + diffusion layer 106 and a second-layer polysilicon described later. Open holes as shown in FIG. 1 (f).

その後、レジストを除去した上で、前記コンタクト孔
109を含むBPSG膜108上の全面に減圧CVD法により第2層
ポリシリコン110を100nm堆積させる。すると、この第2
層ポリシリコン110は、下地BPSG膜108の凹凸表面の影響
を受けて、第1図(f)に示すように表面は同じく微細
な凹凸面となる。
Then, after removing the resist, the contact hole is removed.
A second-layer polysilicon 110 is deposited to a thickness of 100 nm on the entire surface of the BPSG film 108 including the 109 by a low pressure CVD method. Then, this second
As shown in FIG. 1 (f), the surface of the layer polysilicon 110 is also minutely uneven, as affected by the uneven surface of the base BPSG film.

その後、この第2層ポリシリコン110に導電性をもた
せる為、リンを5×1019ないし1×1020cm-3の濃度でド
ープする。このリンドープ工程は、一般にはポリシリコ
ン上にリンガラス膜を形成してその膜からのリン拡散に
より行うが、この実施例では第2層ポリシリコン110下
にBPSG膜108が存在するため、このBPSG膜108の不純物リ
ンの濃度を20wt%以上の高濃度に設定し、800℃〜900℃
程度の熱処理を行うことにより、このBPSG膜108からの
リンの導入で低抵抗な第2層ポリシリコン110を形成す
ることも可能である。その場合は、リンガラス膜の堆
堆、使用後の除去等の工程が不必要となり、工程が簡略
化される。
Then, since to have conductivity to the second layer polysilicon 110 is doped at a concentration of from 5 × 10 19 no phosphorus 1 × 10 20 cm -3. This phosphorus doping step is generally performed by forming a phosphorus glass film on polysilicon and diffusing phosphorus from the film. In this embodiment, since the BPSG film 108 exists under the second layer polysilicon 110, this BPSG The concentration of impurity phosphorus in the film 108 is set to a high concentration of 20 wt% or more,
By performing the heat treatment to the extent, it is possible to form the low-resistance second-layer polysilicon 110 by introducing phosphorus from the BPSG film 108. In that case, the steps of depositing the phosphorus glass membrane and removing it after use are unnecessary, and the steps are simplified.

その後、この第2層ポリシリコン110を、第1層ポリ
シリコン105と同様な方法でパターニングして、第1図
(f)に示すように基板101上の所定部分にのみスタッ
ク・キャパシタの下部電極として残す。
Thereafter, the second-layer polysilicon 110 is patterned in the same manner as the first-layer polysilicon 105, and the lower electrode of the stacked capacitor is formed only on a predetermined portion of the substrate 101 as shown in FIG. Leave as.

その後、この下部電極上を含む全面に、まずキャパシ
タの誘電体膜として窒化シリコン膜111を減圧CVD法によ
り20nm厚に堆堆させる。続いて、950゜ウェット酸素雰
囲気において熱酸化を行い、前記窒化シリコン膜111上
に2〜4nm厚の図示しない酸化膜を形成する。これによ
り窒化シリコン膜111のリーク電流が大幅に低減され
る。その後、前記酸化膜が加わったキャパシタの誘電体
膜上に、同キャパシタの上部電極としての第3層ポリシ
リコン112を減圧CVD法で100nm厚に堆積させる。その
後、この第3層ポリシリコン112にリンを5×1020cm-3
程度の濃度でドープした後、再び第1層ポリシリコン10
5と同様な方法で第3層ポリシリコン112と誘電体膜(酸
化膜と窒化シリコン膜111)をパターニングし、第1図
(g)に示すように残存第2層ポリシリコン110上にの
み残すことにより、スタック・キャパシタを完成させ
る。
Thereafter, a silicon nitride film 111 is deposited as a dielectric film of a capacitor to a thickness of 20 nm on the entire surface including the lower electrode by a low pressure CVD method. Subsequently, thermal oxidation is performed in a 950 ° wet oxygen atmosphere to form an oxide film (not shown) having a thickness of 2 to 4 nm on the silicon nitride film 111. Thereby, the leakage current of the silicon nitride film 111 is significantly reduced. Thereafter, on the dielectric film of the capacitor to which the oxide film has been added, a third-layer polysilicon 112 as an upper electrode of the capacitor is deposited to a thickness of 100 nm by a low pressure CVD method. Thereafter, phosphorus is applied to this third layer polysilicon 112 at 5 × 10 20 cm −3.
After doping at about the same concentration, the first layer polysilicon 10
The third-layer polysilicon 112 and the dielectric film (oxide film and silicon nitride film 111) are patterned in the same manner as in step 5, and are left only on the remaining second-layer polysilicon 110 as shown in FIG. 1 (g). Thus, a stacked capacitor is completed.

以後は図示しないが、通常のプロセス技術により中間
絶縁膜,配線用金属パターン及び保護用絶縁膜を形成
し、スタック・キャパシタ構造の半導体装置を完成させ
る。
Although not shown, an intermediate insulating film, a metal pattern for wiring, and a protective insulating film are formed by a normal process technique to complete a semiconductor device having a stacked capacitor structure.

(発明の効果) 以上のようにこの発明の製造方法によれば、下地酸化
膜の表面凹凸面を反映させて、キャパシタのポリシリコ
ン下部電極の表面を同様の微細な凹凸面としたので、該
下部電極の表面積を増大させることができ、延いては単
位面積当りのキャパシタ容量を増大させることができ
る。しかも、下地酸化膜は、不純物を高濃度に含む酸化
膜を熱処理した時に生じる析出型粒子により表面が凹凸
面となっているのであり、その場合は該酸化膜の表面の
凹凸、延いてはポリシリコン下部電極の表面の凹凸が鋭
角的なものとはならないので、電界集中によるキャパシ
タ誘電体膜の寿命低下を防止できる。また、下地酸化膜
が高濃度に不純物を含めば、該下地酸化膜からの不純物
拡散によりポリシリコン下部電極に導電性を与えられる
ので、不純物拡散源としてのリンガラスなどの他の膜の
形成および使用後のその膜の除去工程などが不要とな
り、作業性に有利となる。さらに、この発明の製造方法
は、他の改良例のように工程の増加、複雑化がなく、生
産性の向上が期待できる。
(Effects of the Invention) As described above, according to the manufacturing method of the present invention, the surface of the polysilicon lower electrode of the capacitor is formed into a similar fine uneven surface by reflecting the uneven surface of the underlying oxide film. The surface area of the lower electrode can be increased, and thus the capacitance of the capacitor per unit area can be increased. In addition, the surface of the underlying oxide film is uneven due to precipitation type particles generated when the oxide film containing impurities at a high concentration is heat-treated. In this case, the unevenness of the surface of the oxide film, and in Since the irregularities on the surface of the silicon lower electrode are not sharp, it is possible to prevent the life of the capacitor dielectric film from being shortened due to electric field concentration. Also, if the underlying oxide film contains impurities at a high concentration, conductivity can be given to the polysilicon lower electrode by impurity diffusion from the underlying oxide film, so that formation of another film such as phosphorus glass as an impurity diffusion source can be performed. A step of removing the film after use is not required, which is advantageous for workability. Furthermore, the manufacturing method of the present invention does not require additional steps and complications as in the other improved examples, and can be expected to improve productivity.

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

第1図はこの発明の半導体装置の製造方法の一実施例を
示す工程断面図、第2図は従来の方法を示す工程断面図
である。 101……P型シリコン基板、108……BPSG膜、110……第
2層ポリシリコン、111……窒化シリコン膜、112……第
3層ポリシリコン。
FIG. 1 is a process sectional view showing one embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, and FIG. 2 is a process sectional view showing a conventional method. 101 ... P-type silicon substrate, 108 ... BPSG film, 110 ... Second layer polysilicon, 111 ... Silicon nitride film, 112 ... Third layer polysilicon.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】(a)半導体基板上に不純物を高濃度に含
有する酸化膜を形成する工程と、 (b)その酸化膜を熱処理し、析出型粒子を膜表面に発
生させることにより、酸化膜表面に微細な凹凸を形成す
る工程と、 (c)その酸化膜上にポリシリコンを堆積させ、パター
ニングすることにより、前記酸化膜と同様に表面に凹凸
を有するキャパシタの下部電極を形成する工程と、 (d)その下部電極上にキャパシタの誘電体膜を形成
し、さらにその上にキャパシタの上部電極をポリシリコ
ンで形成する工程とを具備してなる半導体装置の製造方
法。
(A) a step of forming an oxide film containing impurities at a high concentration on a semiconductor substrate; and (b) a heat treatment of the oxide film to generate precipitation type particles on the film surface, thereby oxidizing the oxide film. (C) depositing polysilicon on the oxide film and patterning the same to form a lower electrode of a capacitor having irregularities on the surface similarly to the oxide film. And (d) forming a dielectric film of the capacitor on the lower electrode, and further forming an upper electrode of the capacitor with polysilicon thereon.
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