JP2832825B2 - メモリセルキャパシタの製造方法 - Google Patents
メモリセルキャパシタの製造方法Info
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Description
シタの製造方法に関するもので、特にキャパシタの容量
を増加させたメモリセルキャパシタの製造方法に関する
ものである。
れ各セルの占める面積は減少する。一般に、セルのサイ
ズが減少すると、それにより、セルの電荷蓄積キャパシ
タの有効面積が小さくなって、キャパシタンスも減少す
る。DRAMセルのキャパシタンスの減少は、ソフトエ
ラーを増加させるか、或いはセルのリフレッシュ機能を
低下させる。従って、セルのサイズの減少にもかかわら
ず、キャパシタの有効面積を拡張させて、セルキャパシ
タンスを増加させる方法が研究されてきた。これは半導
体メモリ装置の高集積化にとって大きな研究目標であ
る。キャパシタの有効面積を拡張させる代表的な構造と
しては、半導体基板上に複数個の層を積んでキャパシタ
を形成する積上げ型構造と半導体基板に溝を作ってキャ
パシタを形成するトレンチ型構造がある。
よるメモリセルキャパシタの製造方法を説明する。図1
(a)−(f)は、従来の技術によるメモリセルキャパ
シタの製造方法を示す。図1(a)に示すように、フィ
ールド酸化膜101の形成されたp型シリコン基板10
0上にゲート絶縁膜102、ポリシリコン膜103、及
びキャップ絶縁膜104を順次に形成した後、フォトリ
ソグラフィ工程を実施して、前記キャップ絶縁膜10
4、ポリシリコン膜103、及びゲート絶縁膜102を
選択的にエッチングしてゲート電極を形成する。次い
で、前記p型シリコン基板内にn型不純物を低濃度にイ
オン注入した後、前記p型シリコン基板100の全面に
CVD酸化膜を蒸着し、フォトリソグラフィ/エッチン
グ工程によりゲート電極の側面に側壁スペーサ105を
形成した後、n型不純物を高濃度にイオン注入してソー
ス/ドレイン領域106を形成する。
板100の全面にシリコン窒化膜などのエッチング防止
膜107、第1絶縁膜108、ポリシリコンなどの第1
ストレージノードポリシリコン109、及び第2絶縁膜
110を順次に堆積する。図1(c)に示すように、キ
ャパシタのストレージノードコンタクト領域を定めてそ
のストレージノードコンタクト領域が露出されるよう
に、前記第2絶縁膜110、第1ストレージノードポリ
シリコン109、第1絶縁膜108、及びエッチング防
止膜107を選択的に除去する。
れた前記シリコン基板100、及び前記第2絶縁膜11
0の全面に第2ストレージノードポリシリコン111を
堆積する。その後に、図1(e)に示すように、エッチ
ング工程を施して、前記第2絶縁膜110、及び第1絶
縁膜108を除去する。それにより第1ストレージノー
ドポリシリコン109と第2ストレージノードポリシリ
コン111が接続された1つのストレージノード電極を
形成する。最後に、図1(f)に示すように、前記スト
レージノード電極の表面を誘電膜112で覆い、その表
面に導電物質113として例えばポリシリコン膜を形成
した後、パターニングしてプレート電極を形成する。
ャパシタは、セルの面積が減少してもキャパシタの容量
を確保するため、フィン構造のスタックトキャパシタと
して、多層化されたストレージ電極を形成するので、セ
ルの形状が非常に弱くなり、これにより、製品に対する
信頼性を低下させる。本発明は、上記した従来の問題点
を解決するために提案されたもので、キャパシタの容量
を増加させ、信頼性を高めることのできるメモリセルキ
ャパシタの製造方法を提供することを目的とする。
の本発明によるメモリセルキャパシタの製造方法は、半
導体基板上にトランジスタを形成する段階と、前記半導
体基板の全面に第1絶縁膜、第1導電膜を順次に形成す
る段階と、前記第1導電膜の一部を陽極反応により第1
多孔質膜に変換する段階と、前記第1多孔質膜の所定の
領域をパターニングしてストレージノードコンタクトを
形成する段階と、前記半導体基板、及び第1多孔質膜の
全面に第2導電膜を形成する段階と、前記第2導電膜を
陽極反応により第2導電膜の一部を第2多孔質膜に変換
する段階と、第2多孔質膜の所定の領域をパターニング
した後、エッチング工程を施してストレージノード電極
パターンを形成する段階と、前記ストレージノード電極
パターンの全面に誘電膜を形成する段階と、及び前記誘
電膜の全面に第3導電膜を形成する段階と、を有するこ
とを特徴とする。
明をより詳細に説明する。図2(a)−(f)は、本発
明の一実施形態によるメモリセルキャパシタの製造方法
を示す工程断面図である。まず、図2(a)に示すよう
に、フィールド酸化膜201の形成されたp型シリコン
基板200上にゲート絶縁膜202、ポリシリコン膜2
03、及びキャップ絶縁膜204を順次に形成した後、
フォトリソグラフィ工程を実施して、前記キャップ絶縁
膜204、ポリシリコン膜203、及びゲート絶縁膜2
02を選択的にエッチングしてゲート電極を形成する。
次いで、p型シリコン基板内にn型不純物を低濃度にイ
オン注入した後、前記p型シリコン基板200の全面に
CVD酸化膜を蒸着し、フォトリソグラフィ/エッチン
グ工程によりゲート電極の側面に側壁スペーサ205を
形成した後、n型不純物を高濃度にイオン注入してソー
ス/ドレイン領域206を形成してトランジスタとす
る。
ン基板200の全面にシリコン窒化膜などのエッチング
防止膜207、絶縁膜208、ポリシリコン等の第1ス
トレージノードポリシリコン209を堆積する。次い
で、第1ストレージノードポリシリコン209をHF溶
液に漬けた状態で、光を照射する。この光の照射で陽極
反応が生じて、第1ストレージノードポリシリコン20
9の表面から一定の厚さは第1多孔質シリコンに変化す
る。次いで、前記第1多孔質シリコンに乾式酸化反応を
実施して第1多孔質酸化膜209aに変換させる。
トレージノードコンタクト領域を定めてそのストレージ
ノードコンタクト領域が露出されるように第1多孔質酸
化膜209a、第1ストレージノードポリシリコン20
9、絶縁膜208、及びエッチング防止膜207を選択
的に除去する。次いで、図2(d)に示すように、露出
された前記シリコン基板200、及び第1多孔質酸化膜
209aの全面に第2ストレージノードポリシリコン2
10を堆積する。次いで、前記第2ストレージノードポ
リシリコン210をHF溶液に漬けた状態で光を照射す
れる。前期同様に陽極反応が生じて、第2ストレージノ
ードポリシリコン210の一定の厚さは第2多孔質シリ
コンに変化する。このとき、第2多孔質シリコンの厚さ
は、前記第1多孔質シリコンの厚さより薄く形成する。
次いで、前記第2多孔質シリコンに乾式酸化反応を施し
てその第2多孔質シリコンを第2多孔質酸化膜210a
に変換させる。上記第1多孔質シリコンは、上記のよう
に第1ストレージノードとなると同時に、酸化膜の役を
も果たすので十分に厚くすることが望ましい。また、第
2ストレージノードは、表面積をためるために多孔質シ
リコンにその表面を変化させ、その上に再び酸化膜が形
成させる。そのため、できる限り薄くすることが望まし
い。
エッチング工程を用いて前記第2多孔質酸化膜210
a、第2ストレージノードポリシリコン210、第1多
孔質酸化膜209a、第1ストレージノードポリシリコ
ン209、及び絶縁膜208を選択的に除去して、第
1、及び第2ストレージノードポリシリコンが接続され
た1つのストレージノード電極パターン209、210
を形成する。次いで、前記第2多孔質酸化膜210a上
に塗布されたフォトレジストを除去しない状態で、前記
第2ストレージノードポリシリコン210と第1ストレ
ージノードポリシリコン209との間の第1多孔質酸化
膜、及び絶縁膜をHF溶液に漬けて、湿式エッチングで
除去する。最後に、図2(f)に示すように、前記スト
レージノード電極パターンの全面に誘電膜211として
例えば酸化膜を成長させて形成した後、導電物質212
として例えばポリシリコン膜を形成した後、パターニン
グしてプレート電極を形成する。この時、前記第1多孔
質酸化膜の部分は第1ストレージノードポリシリコンと
第2ストレージノードポリシリコンとの間の境界より徐
々に酸化膜が成長するので、比較的に均一な膜厚とな
る。
膜の形成されたポリシリコンの境界部は、微細な屈曲を
形成することになり相対的に表面積が増加する。したが
って、キャパシタの容量がその分大きくなり、製品の信
頼性も改善されるという効果がある。本発明は、前記実
施形態に限定されず、いろんな変形が、本発明の技術的
な範囲内で、当分野の通常的な知識を有している者によ
り可能であることは明らかである。
造方法を示す工程断面図。
タの製造方法を示す工程断面図。
Claims (2)
- 【請求項1】 メモリセルの製造方法において、 半導体基板上にトランジスタを形成する段階と、 前記半導体基板の全面にエッチング防止膜、絶縁膜、及
び第1導電膜を順次に形成する段階と、 前記第1導電膜の一部を陽極反応により第1多孔質膜に
変換する段階と、 前記第1多孔質膜の所定の領域をパターニングしてスト
レージノードコンタクトを形成する段階と、 前記半導体基板、及び第1多孔質膜の全面に第2導電膜
を形成する段階と、 前記第2導電膜の一部を陽極反応により第2多孔質膜に
変換する段階と、 前記第2多孔質膜の所定の領域をパターニングした後、
エッチング工程を実施してストレージノード電極パター
ンを形成する段階と、 前記ストレージノード電極パターンの全面に誘電膜を形
成する段階と、 前誘電膜の全面に第3導電膜を形成する段階と、 を含み、 前記第1、及び第2多孔質膜の変換段階は、 前記第1、及び第2導電膜をHF溶液の中で光を照射す
る段階と、 前記第1、及び第2導電膜を乾式酸化する段階と、 を含む ことを特徴とするメモリセルキャパシタの製造方
法。 - 【請求項2】 前記第1多孔質膜の膜厚は前記第2多孔
質膜のそれより厚いことを特徴とする請求項1記載のメ
モリセルキャパシタの製造方法。
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