JP2874620B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特に容量の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体基板上に形成される容量の製造方
法において、従来一般に行われてきた容量の製造方法に
関し、第1の従来例として例えば特開平1−22535
2に示されているダイナミック型メモリ(DRAM)セ
ル内の容量の製造方法について、図5(a)(b)、図
6(c)(d)及び図7(e)を参照して説明する。ま
ず、図5(a)に示すように半導体基板201上にフィ
ールド酸化膜202を形成後、少なくとも一層以上の耐
酸化性膜を含んだ容量絶縁膜203を成長し、さらに、
3000Å〜6000Åの膜厚を有する多結晶シリコン
膜を成長させ、フォトリソグラフィによりパターニング
を行い、容量部対向電極204を形成する。
【0003】次に、図5(b)に示すように、多結晶シ
リコン膜により形成した容量部対向電極204を前記耐
酸化性膜を含んだ容量絶縁膜203をマスクとして、選
択的に酸化することで、シリコン酸化膜205を容量部
対向電極204上の表面に形成する。次に、図6(c)
に示すように、500Å程度の膜厚で多結晶シリコン膜
206を成長する。次に図6(d)に示すように、異方
性のドライエッチングを行うことで、容量部対向電極2
04の側壁に多結晶シリコン膜によるサイドウォール2
07を形成する。
【0004】次に、図7(e)に示すように、容量部対
向電極204の側壁に形成した多結晶シリコン膜207
を酸化し、容量部対向電極204側壁の酸化膜厚の補強
を行う。上記に示した第1の従来例の方法で、容量を形
成することにより、ゲート電極と容量部対向電極との耐
圧の劣化を防止でき、さらに、ゲート電極を異方性のド
ライエッチングで形成する際、容量部対向電極が基板と
の間で形成する段差部に多結晶シリコン等で形成される
ゲート電極材がサイドウォールとして残りゲート電極間
のショートを引き起こすという現象が防止できるもので
ある。
【0005】また、第2の従来例の容量の製造方法に関
して、図8(a)(b)、図9(c)(d)及び図10
(e)(f)を用いて説明する。図8(a)は、半導体
基板301上にフィールド酸化膜302を形成後、半導
体基板301上にシリコン酸化膜等の絶縁膜を数100
Åの厚さで形成し、MOSFETのゲート絶縁膜303
を成長させ、さらにMOSFETのゲート電極形成のた
め、多結晶シリコン膜304を1000Å〜2000Å
の膜厚で成長させたものである。この時、ゲート電極3
04は、多結晶シリコン単層ではなく、タングステン等
の高融点金属とシリコンとの化合物であるシリサイドと
の積層構造によって形成される場合もある。
【0006】次に、図8(b)に示すように、ゲート電
極上にシリコン酸化膜等の絶縁膜をCVD法により10
0〜500Å程度成長させ、容量絶縁膜305を形成
し、さらにタングステンなどの高融点金属とシリコンと
の化合物であるシリサイドを1000Å〜2000Åの
厚さでスパッタする。次に、図9(c)に示すように、
フォトリソグラフィによって、シリサイド層306をパ
ターニングし、容量の上部電極を形成する。次に、図9
(d)に示すように、シリコン酸化膜307を上部電極
上に1000Å程度成長することで上部電極306をシ
リコン酸化膜で覆う。
【0007】次に、図10(e)に示すように、フォト
リソグラフィによって、MOSFETのゲート電極及び
容量の下部電極を同時に形成する。次に、図10(f)
に示すように、MOSFETの拡散層領域にLDD等の
低濃度拡散層を形成後、シリコン酸化膜等の絶縁膜を1
000〜2000Å程度成長し、異方性のドライエッチ
ングを行うことで、MOSFETのゲート電極及び容量
の下部及び上部電極側面に絶縁膜によるサイドウォール
308を形成する。この時、容量の上部電極上には、図
9(d)に示したように、予め1000Å程度の絶縁膜
が形成されているので、サイドウォール形成時の異方性
のドライエッチングを行っても容量の上部電極上には絶
縁膜が残り、上部電極と下部電極間のリークを防止する
ことができるものである。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術で説明し
たように、第2の従来例の容量の形成方法によると、容
量の上部、下部電極間のリーク防止のために成長した容
量上部電極を覆うシリコン酸化膜は、ゲート電極及び下
部電極形成時のフォトリソグラフィ工程時にもゲート電
極上に残ったままである。したがって、MOSFETの
ゲート電極のパターニング及び容量の下部電極のパター
ンニング時のレジストの寸法は、ゲート電極上に残った
酸化膜の膜厚の影響を受け、高精度の寸法管理が妨げら
れるという問題点があった。また、第1の従来例で説明
した容量の構造及び製造方法では、下部電極として、半
導体基板が使用されており、電極に電圧を印加した際、
容量値が半導体基板内に伸びる空乏層の影響を受け、変
動するという問題点があった。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体基板に
第1の導電性膜を形成する工程と、前記第1の導電性膜
上に第1の絶縁膜を形成する工程と、前記第1の絶縁膜
上に第2の導電性膜を形成する工程と、前記第2の導電
性膜上に第2の絶縁膜を形成する工程と、第1のパター
ン領域以外の第2の絶縁膜、第2の導電性膜及び第1の
絶縁膜をエッチングして、第2の導電性膜よりなる容量
の上部電極および第1の絶縁膜よりなる容量絶縁膜を形
成すると共に、前記第1のパターン領域以外の第1の導
電性膜の表面を露出せしめる工程と、次いで、第2のパ
ターンを有するフォトレジスト層を形成し、前記フォト
レジスト層をマスクとして第1の導電性膜をエッチング
して容量の下部電極を形成する工程とを含むことを特徴
とする半導体装置の製造方法である。
【0010】また本発明は、上記の半導体装置の製造方
法において、前記フォトレジスト層をマスクとして第1
の導電性膜をエッチングして容量の下部電極並びにゲー
ト電極を形成することを特徴とするものである。また本
発明は、上記の半導体装置の製造方法において、容量の
上部及び下部電極を形成した後に、絶縁膜による側壁を
形成する工程を有することを特徴とするものである。ま
た本発明は、上記の半導体装置の製造方法において、第
1の導電性膜及び第2の導電性膜の一方又は両方が、高
融点シリサイド膜を含んでいることを特徴とするもので
ある。
【0011】
【作用】本発明いにおいては、容量の上部、下部電極間
の絶縁膜、例えばシリコン酸化膜またはシリコン窒化膜
等の絶縁膜が、ゲート電極上に残らないのでゲート電極
形成時のフォトレジストの寸法ばらつきを最小限に抑え
られる。また、上部、下部電極を、例えばシリサイド層
で形成することで電極中に空乏層が伸びることがなく、
印加電圧による容量値の変動もないものである。
【0012】
【発明の実施の形態】本発明の半導体装置の製造方法に
おける容量の製造について実施例を図面を参照して説明
する。
【0013】
【実施例】本発明の実施例を図1(a)(b)、図2
(c)(d)、図3(e)(f)及び図4(g)(h)
で説明する。図1(a)から図4(h)は、本発明の実
施例である容量の製造方法を示す断面図である。図1
(a)に示すように、半導体基板101上に4000Å
〜6000Åの厚さのシリコン酸化膜102を、例えば
LOCOS法による選択的酸化により成長し、フィール
ドを形成し、さらに、数100Åのゲート酸化膜103
を成長する。なお、本実施例では、容量をフィールド上
に形成する場合について示す。
【0014】次に、図1(b)に示すように、半導体基
板101上にゲート電極及び容量の下部電極の共通の導
電性膜である多結晶シリコン104を成長する。多結晶
シリコン104は、例えばリン等のN型不純物を熱拡散
により高濃度に導入したり、一層の低抵抗化のために、
多結晶シリコン導入後にタングステン等の高融点金属を
用いたシリサイド層をスパッタ法によって堆積させ、多
結晶シリコンとシリサイドとの積層構造としてもよい。
次に、図2(c)に示したように、多結晶シリコン10
4上に容量絶縁膜として、シリコン酸化膜またはシリコ
ン窒化膜等の絶縁膜105をCVD法によって数100
Å成長する。容量絶縁膜105の膜厚は、必要とされる
単位値、または使用される電源電圧から要求される耐圧
等から決定される。
【0015】次に、図2(d)に示すように、上部電極
形成のため容量絶縁膜105上に例えばタングステンシ
リサイドなどの高融点金属シリサイド層をスパッタし
て、容量の上部電極層106を形成する。さらに、図3
(e)に示すように、容量上部電極106にシリコン酸
化膜等の絶縁膜107をCVD法によって1000Å程
度成長させる。次に、図3(f)に示すように、容量の
上部電極を形成するために、フォトレジストをマスクと
して、所定の領域以外の絶縁膜107、シリサイド層1
06、容量絶縁膜105を異方性のドライエッチングに
よって除去する。これによって、エッチング後の段階
で、ゲート電極となる多結晶シリコン104上の酸化膜
は、完全に除去される。
【0016】次に、図4(g)に示すように、ゲート電
極及びゲート電極と共通の導電性膜で形成される容量の
下部電極を形成するために、フォトレジストを塗布し、
露光、現像により所定のパターンでフォトレジストマス
クを形成する。この時、多結晶シリコン104上のシリ
コン酸化膜等の絶縁膜は、完全に除去されているので、
露光時の寸法ばらつきは、最低限に抑えられ、結晶シリ
コン104上に酸化膜等の絶縁膜が存在する場合に比べ
て、高精度なパターニングが可能である。このフォトレ
ジストをマスクとして異方性のドライエッチングを行っ
て、多結晶シリコン104をパターニングし、ゲート電
極及び容量下部電極を形成する。
【0017】次に、図4(h)に示すように、エッチン
グ後、フォトレジストを除去し、MOSFETのLDD
拡散層等を形成した後、シリコン酸化膜等の絶縁膜を数
1000〜2000Å成長し、異方性のドライエッチン
グを施すことで、ゲート電極及び容量の上部及び下部電
極に絶縁膜による側壁(サイドウォール)108を形成
する。この時、容量の上部電極106上には、図3
(e)に示したように、絶縁膜107が形成されている
ので、側壁形成のために、ドライエッチングを施して
も、容量の上部電極上には絶縁膜が除去されずに残る。
したがって、容量の上部電極106は、電極上部及び側
面が絶縁膜によって完全に覆われることになる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
容量の上部、下部電極間のリーク防止のために形成した
シリコン酸化膜等の絶縁膜が、ゲート電極上に残らない
ため、ゲート電極形成時のフォトレジストの寸法ばらつ
きを最小限に抑えることができるという効果を有する。
また、上部、下部電極ともに、シリサイド層で形成する
ことで、電極中に空乏層が伸びることが無く、印加電圧
による容量値の変動もないという効果を奏するるもので
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の製造方法を示す断面図
【図2】本発明の実施例の製造方法を示すもので図1に
続く断面図
【図3】本発明の実施例の製造方法を示すもので図2に
続く断面図
【図4】本発明の実施例の製造方法を示すもので図3に
続く断面図
【図5】第1の従来例の容量の製造方法を示す断面図
【図6】第1の従来例の容量の製造方法の図5に続く断
面図
【図7】第1の従来例の容量の製造方法の図6に続く断
面図
【図8】第2の従来例の容量の製造方法を示す断面図
【図9】第2の従来例の容量の製造方法の図8に続く断
面図
【図10】第2の従来例の容量の製造方法の図9に続く
断面図
【符号の説明】
101、201、301 半導体基板 102、202、202 フィールド酸化膜 301、302、303 ゲート酸化膜 104、204、304 多結晶シリコン 105、305 CVD絶縁膜(容量膜) 205 熱酸化膜 106、206、306 多結晶シリコン 107、307 CVD絶縁膜 207 多結晶シリコンによるサイドウォール 108、308 ゲートサイドウォール
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 27/108 H01L 21/822 H01L 21/8242 H01L 27/04

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板に第1の導電性膜を形成する
    工程と、前記第1の導電性膜上に第1の絶縁膜を形成す
    る工程と、前記第1の絶縁膜上に第2の導電性膜を形成
    する工程と、前記第2の導電性膜上に第2の絶縁膜を形
    成する工程と、第1のパターン領域以外の第2の絶縁
    膜、第2の導電性膜及び第1の絶縁膜をエッチングし
    て、第2の導電性膜よりなる容量の上部電極および第1
    の絶縁膜よりなる容量絶縁膜を形成すると共に、前記第
    1のパターン領域以外の第1の導電性膜の表面を露出せ
    しめる工程と、次いで、第2のパターンを有するフォト
    レジスト層を形成し、前記フォトレジスト層をマスクと
    して第1の導電性膜をエッチングして容量の下部電極を
    形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製
    造方法。
  2. 【請求項2】 前記フォトレジスト層をマスクとして第
    1の導電性膜をエッチングして容量の下部電極並びにゲ
    ート電極を形成することを特徴とする請求項1記載の半
    導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 容量の上部及び下部電極を形成した後
    に、絶縁膜による側壁を形成する工程を有することを特
    徴とする請求項1又は2記載の半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 第1の導電性膜及び第2の導電性膜の一
    方又は両方が、高融点シリサイド膜を含んでいることを
    特徴とする請求項1、2、3のいずれかに記載の半導体
    装置の製造方法。
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