JP2898929B2 - Manufacturing method of stacked DRAM - Google Patents

Manufacturing method of stacked DRAM

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JP2898929B2 JP8287354A JP28735496A JP2898929B2 JP 2898929 B2 JP2898929 B2 JP 2898929B2 JP 8287354 A JP8287354 A JP 8287354A JP 28735496 A JP28735496 A JP 28735496A JP 2898929 B2 JP2898929 B2 JP 2898929B2
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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、集積回路のDRA
M(Dynamic Random Access M
emory)の製造方法に関し、特にスタックDRAM
(Stack DRAM)の製造方法に関する。
The present invention relates to a DRA for an integrated circuit.
M (Dynamic Random Access M)
manufacturing method, in particular, a stacked DRAM
(Stack DRAM).

【0002】[0002]

【従来の技術】典型的なスタックDRAMはシリコン半
導体ウエハー上に一つの金属酸化物半導体電界効果トラ
ンジスタ(Metal Oxide Semicond
uctor Field Effect Transi
stor; MOSFET)とコンデンサを製造し、並
びに上述の電界効果トランジスタのソース極を利用して
コンデンサの下層電極(Storage Node)と
連接し、以てDRAMのメモリセル(Memory C
ell)を形成しており、膨大な数のメモリセルが集成
されてメモリ集積回路とされていた。
2. Description of the Related Art A typical stacked DRAM includes a metal oxide semiconductor field effect transistor (Metal Oxide Semiconductor) on a silicon semiconductor wafer.
actor Field Effect Transi
MOSFET) and a capacitor, and are connected to a lower electrode (Storage Node) of the capacitor using the source electrode of the above-mentioned field effect transistor, thereby forming a DRAM memory cell (Memory C).
ell), and an enormous number of memory cells were assembled to form a memory integrated circuit.

【0003】最近数年来、DRAMの集積密度(Pac
king Density)は急速に増加し、現在で
は、すでにメモリセルサイズが1.5平方ミクロンに6
千4百万ビットのものが量産されている。日本の半導体
メーカーである日本電気株式会社(NEC)では199
5年にすでに1ギガビットのDRAMのプロトタイプを
開発したと発表している。また、台湾の新竹科学工業園
区(Science Baced Industria
l Park)にある、Mosel−Vitelic社
やTI−Acer社などの集積回路メーカーは、すでに
0.4〜0.45ミクロンの千六百万ビットのDRAM
の量産段階に入っている。
In recent years, the integration density of DRAMs (Pac
(King Density) is increasing rapidly, and the memory cell size is already 6 to 1.5 square microns.
Those with 14 million bits are mass-produced. At NEC Corporation (NEC), a Japanese semiconductor manufacturer, 199
It has announced that it has already developed a 1 Gigabit DRAM prototype in 5 years. In addition, Hsinchu Science Industrial Park in Taiwan (Science Backed Industry)
Integrated circuit makers such as Mosel-Vitelic and TI-Acer, Inc., Parke, Calif., already have 16-million-bit DRAMs of 0.4-0.45 microns.
Has entered the mass production stage.

【0004】DRAMの高度集積化の目的を達成するた
めには、メモリセルのサイズを縮小する必要があり、そ
れは即ち、電界効果トランジスタとコンデンサのサイズ
を縮小する必要を示す。しかし、コンデンサはサイズを
縮小すると電容値が低くなり、メモリ回路の信号対雑音
比(Signal Noise;S/N)が低くなり、
電気回路の誤断或いは電気回路の不安定などの欠点をま
ねいた。
In order to achieve the purpose of high integration of DRAM, it is necessary to reduce the size of memory cells, which means that the size of field effect transistors and capacitors must be reduced. However, as the size of the capacitor decreases, the capacitance value decreases, and the signal-to-noise ratio (Signal Noise; S / N) of the memory circuit decreases.
This led to faults such as erroneous disconnection of the electric circuit or instability of the electric circuit.

【0005】コンデンサのサイズを縮小する時に、コン
デンサの電容値を維持或いは増加するための構造として
は、日本の富士通株式会社のMasao Taguch
i氏などがアメリカ合衆国特許第5021357号に掲
載したヒレ形コンデンサの構造が最も代表的なものであ
るが、ただし、ヒレ形コンデンサは以下のような欠点を
有していた。その1は、両側のヒレ形が異なるポリシリ
コンを連接してなるため、その下層電極の構造が比較的
脆弱であったこと、その2は、下層電極の幾何形状が比
較的尖鋭であり、特にその辺縁(Edge)にコンデン
サ誘電層の局部崩壊(Breakdown)が発生しや
すかったことである。
As a structure for maintaining or increasing the capacitance value of the capacitor when reducing the size of the capacitor, Masao Taguch of Fujitsu Limited of Japan is used.
The structure of a fin type capacitor disclosed in U.S. Pat. No. 5,021,357 by Ii et al. is the most typical, but the fin type capacitor has the following disadvantages. The first is that the lower electrode has a relatively weak structure because the fins on both sides are connected to different polysilicon, and the second is that the lower electrode has a relatively sharp geometrical shape. This means that local breakdown (Breakdown) of the capacitor dielectric layer easily occurred at the edge (Edge).

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の主な目的は、
高電容量のスタックコンデンサ(Stack Capa
citor)の製造方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The main object of the present invention is to:
Stack Capacitor (Stack Capa)
(Citor) manufacturing method.

【0007】本発明のもう一つの目的は、高密度スタッ
クDRAMの製造方法を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a high density stacked DRAM.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、一種
のスタックDRAM(Stack DRAM)の製造方
法であり、シリコン半導体基板(Silicon Se
miconductor Substrate)上に、
局部シリコン酸化隔離技術(LOCOS)を利用して電
界効果トランジスタを隔離するのに用いる酸化層(Ox
ide)を形成し、ゲート酸化層、ゲート極、及びソー
ス極、ドレイン極を含む電界効果トランジスタと、ワー
ドライン(Word Line)とを形成し、一層の誘
電層を形成し、熱化学気相成長法で堆積した熱化学気相
成長二酸化ケイ素層と、プラズマ二酸化ケイ素層よりな
る交替複層構造(Alternative Layer
s)を形成し、リソグラフィー技術とエッチング技術を
用いて、上記交替複層構造と上記誘電層をエッチングし
て上述のソース極を露出させることを以て、電界効果ト
ランジスタのメモリセルコンタクト(Cell Con
tact)を形成し、側向のエッチングを行い、一部の
上述のプラズマ二酸化ケイ素層と熱化学気相成長二酸化
ケイ素層を除去し、熱化学気相成長二酸化ケイ素層と熱
化学気相成長二酸化ケイ素層の間に空腔(Cavit
y)を形成することを以て、皺を有する側壁(Corr
ugated Sidewall)を形成し、1層の第
1ポリシリコン層を形成し、該第1ポリシリコン層に上
述の空腔を充満させると共に、メモリセルコンタクトを
跨過させ、リソグラフィー技術とエッチング技術を用い
てコンデンサ領域にあって第1ポリシリコン層をエッチ
ングすることを以て、コンデンサの下層電極(Stor
age Node)を形成し、コンデンサ誘電層(Ca
pasitor Dielectric)を形成し、第
2ポリシリコン層を形成し、リソグラフィー技術とエッ
チング技術を用いて上述の第2ポリシリコン層、コンデ
ンサ誘電層をエッチングしてコンデンサの上層電極(T
op Plate)を形成する、スタックDRAMの製
造方法としている。
The invention of claim 1 is a method of manufacturing a kind of stacked DRAM (Stack DRAM), and comprises a silicon semiconductor substrate (Silicon Se).
(Micon conductor Substrate)
An oxide layer (Ox) used to isolate the field effect transistor using local silicon oxide isolation technology (LOCOS)
ide), a field effect transistor including a gate oxide layer, a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode, a word line (Word Line), a single dielectric layer, and a thermal chemical vapor deposition. (Alternative Layer) consisting of a thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer deposited by a CVD method and a plasma silicon dioxide layer.
s) is formed, and the alternate multilayer structure and the dielectric layer are etched using lithography and etching techniques to expose the source electrode, thereby forming a memory cell contact (Cell Con) of the field effect transistor.
tact), side-etching, removing some of the above-mentioned plasma silicon dioxide layer and thermal chemical vapor grown silicon dioxide layer, Cavities between the silicon layers (Cavit
y) to form wrinkled sidewalls (Corr
rugged side wall), a single layer of first polysilicon is formed, the first polysilicon layer is filled with the above-mentioned cavity, the memory cell contact is straddled, and lithography and etching techniques are used. Etching the first polysilicon layer in the capacitor region, thereby forming the lower electrode (Stor) of the capacitor.
age node) and a capacitor dielectric layer (Ca
a dielectric layer), a second polysilicon layer is formed, and the above-mentioned second polysilicon layer and capacitor dielectric layer are etched using lithography and etching techniques to form an upper electrode (T) of the capacitor.
op Plate) to form a stacked DRAM.

【0009】請求項2の発明は、請求項1に記載のスタ
ックDRAMの製造方法で、その中、誘電層を、無ドー
プ酸化ケイ素層とニトロ化ケイ素層で組成し、上記無ド
ープ酸化ケイ素の厚さを1000から3000オングス
トロームの間とし、ニトロ化ケイ素層の厚さを200か
ら400オングストロームの間とする、スタックDRA
Mの製造方法としている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a stacked DRAM according to the first aspect, wherein the dielectric layer is composed of an undoped silicon oxide layer and a nitrated silicon layer. Stack DRA with a thickness between 1000 and 3000 Angstroms and a thickness of the nitrated silicon layer between 200 and 400 Angstroms
M manufacturing method.

【0010】請求項3の発明は、請求項1に記載のスタ
ックDRAMの製造方法で、その中、交替複層構造のプ
ラズマ二酸化ケイ素層をプラズマ増強式化学気相成長法
を利用して形成し、その各層の厚さを200から400
オングストロームとする、スタックDRAMの製造方法
としている。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a stacked DRAM according to the first aspect, wherein a plasma silicon dioxide layer having an alternate multilayer structure is formed by utilizing a plasma enhanced chemical vapor deposition method. , The thickness of each layer is 200 to 400
Angstrom, a method of manufacturing a stacked DRAM.

【0011】請求項4の発明は、請求項1に記載のスタ
ックDRAMの製造方法で、その中、交替複層構造の熱
化学気相成長二酸化ケイ素層を低圧化学気相成長法、大
気圧化学気相成長法、或いは次大気圧化学気相成長法或
いはその他の化学気相成長法を利用して形成し、その各
層の厚さを200から400オングストロームの間とす
る、スタックDRAMの製造方法としている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a stacked DRAM according to the first aspect, wherein a silicon dioxide layer having an alternating multilayer structure is formed by a low pressure chemical vapor deposition method and an atmospheric pressure chemical vapor deposition method. As a method of manufacturing a stacked DRAM, the layers are formed by using a vapor deposition method, a sub-atmospheric pressure chemical vapor deposition method or another chemical vapor deposition method, and each layer has a thickness of 200 to 400 angstroms. I have.

【0012】請求項5の発明は、請求項1に記載のスタ
ックDRAMの製造方法で、その中、空腔を形成する方
法として、フッ化水素酸溶液を利用する、スタックDR
AMの製造方法としている。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a stacked DRAM according to the first aspect, wherein a hydrofluoric acid solution is used as a method of forming a cavity.
An AM manufacturing method is used.

【0013】請求項6の発明は、請求項1に記載のスタ
ックDRAMの製造方法で、その中、第1ポリシリコン
層を化学気相成長法を利用して堆積し、その厚さを20
00から5000オングストロームの間とする、スタッ
クDRAMの製造方法としている。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the method of manufacturing a stacked DRAM according to the first aspect, wherein the first polysilicon layer is deposited by using a chemical vapor deposition method and the thickness thereof is reduced to 20.
The manufacturing method of the stacked DRAM is set to be between 00 and 5000 angstroms.

【0014】請求項7の発明は、請求項1に記載のスタ
ックDRAMの製造方法で、その中、コンデンサ誘電層
を、酸化ニトロ化ケイ素層とニトロ化ケイ素層及び二酸
化ケイ素層で組成するか、或いは五酸化二タンタルで組
成する、スタックDRAMの製造方法としている。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a stacked DRAM according to the first aspect, wherein the capacitor dielectric layer is composed of a silicon oxide nitrated layer, a nitrated silicon layer and a silicon dioxide layer. Alternatively, it is a method of manufacturing a stacked DRAM composed of tantalum pentoxide.

【0015】請求項8の発明は、請求項1に記載のスタ
ックDRAMの製造方法で、その中、第2ポリシリコン
層を化学気相成長法を利用して形成し、その厚さを10
00から2000オングストロームの間とする、スタッ
クDRAMの製造方法としている。
According to an eighth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a stacked DRAM according to the first aspect, wherein the second polysilicon layer is formed by using a chemical vapor deposition method and the thickness thereof is reduced to 10%.
The manufacturing method of the stacked DRAM is set to be between 00 and 2000 angstroms.

【0016】請求項9の発明は、請求項1に記載のスタ
ックDRAMの製造方法で、その中、コンデンサ誘電層
を形成する前に、一つの表面の粗いポリシリコン層を形
成する、スタックDRAMの製造方法としている。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a stacked DRAM according to the first aspect, wherein a rough polysilicon layer is formed before forming a capacitor dielectric layer. Manufacturing method.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】本発明の製造方法は以下のとおり
である。まず、シリコン半導体基板上に、伝統的な局部
シリコン酸化隔離技術(LOCOS)を利用して電界効
果トランジスタを隔離する電場酸化層を形成する。その
後、電界効果トランジスタを形成する。続いて、無ドー
プ酸化ケイ素層(Non−doped Silicat
e Glass;NSG)と一層の薄いニトロ化ケイ素
層を形成する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The manufacturing method of the present invention is as follows. First, an electric field oxide layer for isolating a field effect transistor is formed on a silicon semiconductor substrate using a conventional local silicon oxide isolation technique (LOCOS). After that, a field effect transistor is formed. Subsequently, an undoped silicon oxide layer (Non-doped Silicat)
e Glass (NSG) and one thin silicon nitride layer.

【0018】その後、熱化学気相成長法(Therma
l Chemical VaporDepositio
n)を利用して一層の第1熱化学気相成長二酸化ケイ素
層(First Thermal−CVD Oxid
e)を形成し、さらに、プラズマ増強式化学気相成長法
(Plasma Enhanced Chemical
Vapor Deposition;PECVD)を
利用して、一層の第1プラズマ二酸化ケイ素層(Fir
st PE−Oxide)を形成し、連続して、第2熱
化学気相成長二酸化ケイ素層、第2プラズマ二酸化ケイ
素層、第3熱化学気相成長二酸化ケイ素層、第3プラズ
マ二酸化ケイ素層及び第4熱化学気相成長二酸化ケイ素
層を形成し、以て、交替複層構造(Aoternati
ve Layers)を形成する。
Thereafter, a thermal chemical vapor deposition method (Therma)
l Chemical VaporDeposition
n) using a first thermal chemical vapor grown silicon dioxide layer (First Thermal-CVD Oxid)
e) and plasma enhanced chemical vapor deposition (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition).
A first plasma silicon dioxide layer (Fir) is formed using Vapor Deposition (PECVD).
st PE-Oxide), and sequentially forming a second thermal chemical vapor grown silicon dioxide layer, a second plasma silicon dioxide layer, a third thermal chemical vapor grown silicon dioxide layer, a third plasma silicon dioxide layer and (4) forming a thermochemical vapor-deposited silicon dioxide layer, thereby forming an alternating multilayer structure (Aoternati);
ve Layers).

【0019】続いて、リソグラフィー技術とプラズマエ
ッチング技術を用いて、コンデンサ領域(Capaci
tor Region)の上述の交替複層構造と上述の
無ドープ酸化ケイ素層をエッチングし、以て電界効果ト
ランジスタのメモリセルコンタクトを形成し、即ち、第
4熱化学気相成長二酸化ケイ素層、第3プラズマ二酸化
ケイ素層、第3熱化学気相成長二酸化ケイ素層、第2プ
ラズマ二酸化ケイ素層、第2熱化学気相成長二酸化ケイ
素層、第1プラズマ二酸化ケイ素層、第1熱化学気相成
長二酸化ケイ素層、ニトロ化ケイ素層及び無ドープ酸化
ケイ素層をエッチングし、このプラズマエッチングは上
述のシリコン半導体基板上で終止する。その後、フッ化
水素酸溶液を利用して側向のエッチングを行い、一部分
の、上述の第4熱化学気相成長二酸化ケイ素層、第3プ
ラズマ二酸化ケイ素層、第3熱化学気相成長二酸化ケイ
素層、第2プラズマ二酸化ケイ素層、第2熱化学気相成
長二酸化ケイ素層、第1プラズマ二酸化ケイ素層、第1
熱化学気相成長二酸化ケイ素層をエッチングする。する
と、各プラズマ二酸化ケイ素層のエッチング率は熱化学
気相成長二酸化ケイ素層より高いため、第1熱化学気相
成長二酸化ケイ素層と第2熱化学気相成長二酸化ケイ素
層の間、第2熱化学気相成長二酸化ケイ素層と第3熱化
学気相成長二酸化ケイ素層の間、第3熱化学気相成長二
酸化ケイ素層と第4熱化学気相成長二酸化ケイ素層の間
に空腔(Cavity)が形成される。後に、コンデン
サの下層電極(Storage Node)を上述のメ
モリセルコンタクトを経て上述の電界効果トランジスタ
のソース極と電気的に接続させる。
Subsequently, using a lithography technique and a plasma etching technique, a capacitor region (Capaci) is formed.
etching the above-described alternating multilayer structure and the aforementioned undoped silicon oxide layer to form the memory cell contact of the field effect transistor, ie, the fourth thermochemical vapor grown silicon dioxide layer, the third Plasma silicon dioxide layer, third thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer, second plasma silicon dioxide layer, second thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer, first plasma silicon dioxide layer, first thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer Etching the layer, the nitrated silicon layer and the undoped silicon oxide layer, the plasma etching ending on the silicon semiconductor substrate described above. Thereafter, a lateral etching is performed using a hydrofluoric acid solution, and a part of the above-described fourth thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer, third plasma silicon dioxide layer, and third thermal chemical vapor deposition silicon dioxide Layer, a second plasma silicon dioxide layer, a second thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer, a first plasma silicon dioxide layer, a first
Etch the thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer. Then, since the etching rate of each plasma silicon dioxide layer is higher than that of the thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer, the second thermal silicon dioxide layer between the first thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer and the second thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer has a higher etching rate. Cavity between the chemical vapor grown silicon dioxide layer and the third thermal chemical vapor grown silicon dioxide layer, and between the third thermal chemical vapor grown silicon dioxide layer and the fourth thermal chemical vapor grown silicon dioxide layer Is formed. Later, the lower electrode (Storage Node) of the capacitor is electrically connected to the source electrode of the field effect transistor via the memory cell contact.

【0020】続いて、第1ポリシリコン層(First
Polysilicon)を堆積する。該第1ポリシ
リコン層はドープ(Dope)して導電性を有するもの
とすると共に、上述のメモリセルコンタクトを跨ぐよう
に設ける。その後、リソグラフィー技術とプラズマエッ
チング技術を用いて上述のコンデンサ領域にあって、上
述の第1ポリシリコン層をエッチングし、以てコンデン
サの下層電極(Storage Node)を形成す
る。その後、フッ化水素酸溶液を利用して余剰の第4熱
化学気相成長二酸化ケイ素層、第3プラズマ二酸化ケイ
素層、第3熱化学気相成長二酸化ケイ素層、第2プラズ
マ二酸化ケイ素層、第2熱化学気相成長二酸化ケイ素
層、第1プラズマ二酸化ケイ素層、第1熱化学気相成長
二酸化ケイ素層をエッチングする。このエッチングは上
述のニトロ化ケイ素層の表面で終止する。その後、一層
の表面の粗いポリシリコン層(Rugged Poly
silicon)を堆積し、続いて、コンデンサ誘電層
と第2ポリシリコン層を堆積する。該第2ポリシリコン
層はドープして導電性を有するものとする。最後に、リ
ソグラフィー技術とプラズマエッチング技術を用いて上
述の第2ポリシリコン層、コンデンサ誘電層及び表面の
粗いポリシリコン層をエッチングし、以てコンデンサの
上層電極(Top Plate)を形成する。
Subsequently, a first polysilicon layer (First polysilicon layer)
Polysilicon). The first polysilicon layer is doped (Dope) to have conductivity, and is provided so as to straddle the above-mentioned memory cell contact. Thereafter, the first polysilicon layer is etched in the capacitor region by using a lithography technique and a plasma etching technique to form a lower electrode (Storage Node) of the capacitor. Then, using a hydrofluoric acid solution, an excess of the fourth thermal chemical vapor grown silicon dioxide layer, the third plasma silicon dioxide layer, the third thermal chemical vapor grown silicon dioxide layer, the second plasma silicon dioxide layer, 2 Etch the thermal CVD silicon dioxide layer, the first plasma silicon dioxide layer, and the first thermal CVD silicon dioxide layer. The etching terminates at the surface of the silicon nitride layer described above. Then, a polysilicon layer (Rugged Poly) having a rough surface
silicon), followed by a capacitor dielectric layer and a second polysilicon layer. The second polysilicon layer is doped to have conductivity. Finally, the above-mentioned second polysilicon layer, capacitor dielectric layer and polysilicon layer with a rough surface are etched using lithography and plasma etching techniques, thereby forming a top plate of the capacitor.

【0021】[0021]

【実施例】図1を参照されたい。まず、格子方向(10
0)のp型シリコン半導体基板10(Silicon
Semiconductor Substrate)上
に、伝統的な局部シリコン酸化隔離技術(LOCOS)
を利用して電界効果トランジスタを隔離する電場酸化層
12を形成する。上述の電場酸化層12の厚さは300
0オングストロームから6000オングストロームで、
金属酸化物電界効果トランジスタを隔離するのに用い
る。その後、金属酸化物電界効果トランジスタを形成す
る。この金属酸化電界効果トランジスタは、ゲート酸化
層14(Gate Oxide)、ゲート極16(Ga
te Electrode)、ゲート極スペーサ18
(Spacer)、及びn- ライトドープソース極17
Aとドレイン極17B、n+ ディープドープソース極1
9Aとドレイン極19Bを含む(図1参照)。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. First, the grid direction (10
0) p-type silicon semiconductor substrate 10 (Silicon
Traditional Local Oxidation Isolation Technology (LOCOS) on Semiconductor Substrate
To form an electric field oxide layer 12 for isolating the field effect transistor. The thickness of the above-mentioned electric field oxide layer 12 is 300
From 0 Angstroms to 6000 Angstroms,
Used to isolate metal oxide field effect transistors. After that, a metal oxide field effect transistor is formed. This metal oxide field effect transistor has a gate oxide layer 14 (Gate Oxide) and a gate electrode 16 (Ga
te Electrode), gate electrode spacer 18
(Spacer) and n - light doped source electrode 17
A and drain electrode 17B, n + deeply doped source electrode 1
9A and a drain electrode 19B (see FIG. 1).

【0022】局部シリコン酸化隔離技術(LOCOS)
については、K.Kooi等によるアメリカ合衆国特許
第3970486号を参照されたい。簡単にこの局部シ
リコン酸化隔離技術を説明すると、まず、上述のp型シ
リコン半導体基板10を熱酸化することを以て、一層の
二酸化ケイ素パッド層(Pad Oxide)を厚さ2
50から550オングストロームの間に形成し、続い
て、一層のニトロ化ケイ素層(Nitride)を、厚
さ600から2000オングストロームの間に形成し、
続いて、リソグラフィー技術とプラズマエッチング技術
を用いて上述のニトロ化ケイ素パッド層とニトロ化ケイ
素層をエッチングし、さらにホトレジストパターンを除
去し、その後、酸素ガスを含む高温環境中で、上述のニ
トロ化ケイ素層を酸化保護マスクとなして、上述の半導
体基板上に一層の厚い電場酸化層を形成する。その厚さ
は3000から6000オングストロームの間とする。
Local silicon oxide isolation technology (LOCOS)
About K. See U.S. Patent No. 3,970,486 to Kooi et al. The local silicon oxide isolation technique will be briefly described. First, by thermally oxidizing the p-type silicon semiconductor substrate 10 described above, one silicon dioxide pad layer (Pad Oxide) having a thickness of 2 mm is formed.
Forming between 50 and 550 Å, followed by one layer of nitrated silicon (Nitride) between 600 and 2000 Å thick,
Subsequently, the above-mentioned nitrated silicon pad layer and silicon nitride layer are etched using lithography and plasma etching techniques, and the photoresist pattern is further removed.Then, in a high-temperature environment containing oxygen gas, the above-described nitrated silicon is removed. Using the silicon layer as an oxidation protection mask, a thicker field oxide layer is formed on the semiconductor substrate described above. Its thickness is between 3000 and 6000 angstroms.

【0023】再び図1を参照されたい。上述のゲート酸
化層14は、上述のp型シリコン半導体基板10表面を
熱酸化して形成し、その厚さは40から300オングス
トロームの間とし、上述のゲート極16は低圧化学気相
成長法(LPCVD)により形成したポリシリコンで構
成し、その厚さは2000から4000オングストロー
ムとする。上述のn- ライトドープソース極17A及び
ドレイン極17Bは、イオンレイアウト技術を利用して
形成し、そのイオンの種類はリン原子(P31)とし、イ
オンレイアウト剤量は1E13から3E14原子/cm
2 とし、イオンレイアウトエネルギー量は20から50
kevとする。上述のゲート極スペーサ18は一層の無
ドープ酸化ケイ素層を堆積した後、プラズマエッチング
技術を利用し、この無ドープ酸化ケイ素層に対して垂直
単向性のエッチングを行い、形成する。上述のn+ ディ
ープドープソース極19A及びドレイン極19Bはイオ
ンレイアウト技術を用いて形成し、そのイオン種類は砒
素イオン(As75)、そのイオンレイアウト剤量は1E
15から5E16原子/cm2 の間、イオンレイアウト
エネルギー量は40から100kevの間とする。
Please refer to FIG. 1 again. The above-mentioned gate oxide layer 14 is formed by thermally oxidizing the surface of the above-mentioned p-type silicon semiconductor substrate 10 and has a thickness between 40 and 300 angstroms, and the above-mentioned gate electrode 16 is formed by a low pressure chemical vapor deposition method ( It is made of polysilicon formed by LPCVD) and has a thickness of 2000 to 4000 Å. The above-described n - light doped source electrode 17A and drain electrode 17B are formed by using an ion layout technique, the type of the ions is phosphorus atom (P 31 ), and the amount of the ion layout agent is 1E13 to 3E14 atoms / cm.
2 and the ion layout energy is 20 to 50
kev. The above-mentioned gate electrode spacer 18 is formed by depositing a single undoped silicon oxide layer and then performing vertical unidirectional etching on the undoped silicon oxide layer using a plasma etching technique. The above-described n + deeply doped source electrode 19A and drain electrode 19B are formed by using an ion layout technique, the kind of the ions is arsenic ion (As 75 ), and the amount of the ion layout agent is 1E.
The ion layout energy is between 15 and 5E16 atoms / cm 2 and between 40 and 100 keV.

【0024】次に、図2を参照されたい。続いて、低圧
化学気相成長法を利用して一層の無ドープ酸化ケイ素層
22と、一層の薄いニトロ化ケイ素層を形成する。この
ニトロ化ケイ素層は図には表示していない。その後、熱
化学気相成長法を利用して、一層の第1熱化学気相成長
二酸化ケイ素層24を形成し、さらにプラズマ増強式化
学気相成長法を利用して一層の第1プラズマ二酸化ケイ
素層26を形成する。さらに連続して、第2熱化学気相
成長二酸化ケイ素層28、第2プラズマ二酸化ケイ素層
30、第3熱化学気相成長二酸化ケイ素層32、第3プ
ラズマ二酸化ケイ素層34及び第4熱化学気相成長二酸
化ケイ素層36を形成し、以て交替複層構造を形成す
る。以上は図2に示すとおりである。
Next, please refer to FIG. Subsequently, one undoped silicon oxide layer 22 and one thin silicon nitrided layer are formed by using low pressure chemical vapor deposition. This nitrated silicon layer is not shown in the figure. Thereafter, a first thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer 24 is formed by using a thermal chemical vapor deposition method, and a first plasma silicon dioxide layer is further formed by using a plasma enhanced chemical vapor deposition method. A layer 26 is formed. Further successively, the second thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer 28, the second plasma silicon dioxide layer 30, the third thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer 32, the third plasma silicon dioxide layer 34, and the fourth thermal chemical vapor A phase grown silicon dioxide layer 36 is formed, thereby forming an alternating multilayer structure. The above is as shown in FIG.

【0025】上述の無ドープ酸化ケイ素層22は、通常
は、通常に低圧化学気相成長法を利用して形成し、その
反応気体はテトラエトキシシラン(TetraEthO
xySilane;TEOS)とし、反応温度は約72
0℃、反応圧力は0.1から1.0torrの間、その
厚さは1000から3000オングストロームの間とす
る。上述のニトロ化ケイ素層も低圧化学気相成長法で形
成し、その反応気体は、SiH2 Cl2 とNH3 とし、
その反応温度は約720℃、反応圧力は0.2から0.
4torr、その厚さは、200から400オングスト
ロームとする。上述のプラズマ増強式化学気相成長法に
よる各プラズマ二酸化ケイ素層の形成は、反応気体Si
4 とN2 O、反応温度300から400℃で進行す
る。また、上述の低圧化学気相成長法を利用した各熱化
学気相成長二酸化ケイ素層の形成は、反応気体SiH2
Cl2 とN2 O、或いはSiH4 とN2 O、反応温度7
50から900℃で進行する。上述の第1プラズマ二酸
化ケイ素層26を形成する。さらに連続して、第2熱化
学気相成長二酸化ケイ素層28、第2プラズマ二酸化ケ
イ素層30、第3熱化学気相成長二酸化ケイ素層32、
第3プラズマ二酸化ケイ素層34及び第4熱化学気相成
長二酸化ケイ素層36からなる交替複層構造の各層の厚
さは、200から400オングストロームの間とする。
フッ化水素酸溶液中でのプラズマ二酸化ケイ素層と熱化
学気相成長二酸化ケイ素層のエッチング選択比(Etc
h Selectivity)はほぼ4対1であり、即
ち、上述のプラズマ二酸化ケイ素層のエッチング率は熱
化学気相成長二酸化ケイ素層のエッチング率より速い。
上述の熱化学気相成長二酸化ケイ素層を形成する方式と
しては、低圧化学気相成長法(LPCVD)、大気圧化
学気相成長法(APCVD)、次大気圧化学気相成長法
(Sub−Atomsphere Chemical
Vapor Deposition;SACVD)或い
はその他の各種化学気相成長法を利用できる。
The above-mentioned undoped silicon oxide layer 22 is usually formed by using a low-pressure chemical vapor deposition method, and its reaction gas is tetraethoxysilane (TetraEthO).
xySilane; TEOS) and the reaction temperature is about 72
At 0 ° C., the reaction pressure is between 0.1 and 1.0 torr and its thickness is between 1000 and 3000 Å. The above-mentioned nitrated silicon layer is also formed by low-pressure chemical vapor deposition, and the reaction gases are SiH 2 Cl 2 and NH 3 ,
The reaction temperature is about 720 ° C., and the reaction pressure is 0.2 to 0.5.
4 torr, and its thickness is 200 to 400 angstroms. The formation of each plasma silicon dioxide layer by the above-mentioned plasma-enhanced chemical vapor deposition method is performed by using a reaction gas Si
H 4 and N 2 O proceed at a reaction temperature of 300 to 400 ° C. In addition, the formation of each thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer using the low pressure chemical vapor deposition method described above is performed by using a reactive gas SiH 2.
Cl 2 and N 2 O, or SiH 4 and N 2 O, reaction temperature 7
Proceed at 50-900 ° C. The first plasma silicon dioxide layer 26 described above is formed. Further successively, a second thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer 28, a second plasma silicon dioxide layer 30, a third thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer 32,
The thickness of each layer of the alternating multilayer structure consisting of the third plasma silicon dioxide layer 34 and the fourth thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer 36 is between 200 and 400 angstroms.
Etching selectivity of plasma silicon dioxide layer and thermochemical vapor deposition silicon dioxide layer in hydrofluoric acid solution (Etc
h Selectivity) is approximately 4 to 1, ie, the etch rate of the plasma silicon dioxide layer described above is faster than the etch rate of the thermal chemical vapor grown silicon dioxide layer.
As a method for forming the above-mentioned thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer, low pressure chemical vapor deposition (LPCVD), atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD), and sub-atmospheric pressure chemical vapor deposition (Sub-Atomsphere). Chemical
Vapor Deposition (SACVD) or other various chemical vapor deposition methods can be used.

【0026】続いて、図3を参照されたい。次に、リソ
グラフィー技術とプラズマエッチング技術を用いて上述
のコンデンサ領域の上述の交替複層構造、薄いニトロ化
ケイ素層、及び無ドープ酸化ケイ素層22をエッチング
して、電界効果トランジスタのメモリセルコンタクト3
7(Cell Contact)を形成し、また即ち、
上述の第4熱化学気相成長二酸化ケイ素層36、第3プ
ラズマ二酸化ケイ素層34、第3熱化学気相成長二酸化
ケイ素層32、第2プラズマ二酸化ケイ素層30、第2
熱化学気相成長二酸化ケイ素層28、第1プラズマ二酸
化ケイ素層26、第1熱化学気相成長二酸化ケイ素層2
4、ニトロ化ケイ素層及び無ドープ酸化ケイ素層22を
エッチングし、このエッチングは上述のn+ ディープド
ープソース極19A及びドレイン極19B表面で終止す
る。以上は図3に示されるとおりである。
Next, please refer to FIG. Next, the aforementioned alternate multilayer structure, the thin silicon nitride layer, and the undoped silicon oxide layer 22 in the aforementioned capacitor region are etched using lithography and plasma etching techniques to form the memory cell contact 3 of the field effect transistor.
7 (Cell Contact), that is,
The above-described fourth thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer 36, third plasma silicon dioxide layer 34, third thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer 32, second plasma silicon dioxide layer 30,
Thermochemical vapor grown silicon dioxide layer 28, first plasma silicon dioxide layer 26, first thermochemical vapor grown silicon dioxide layer 2
4. Etch the silicon nitride layer and the undoped silicon oxide layer 22, ending at the n + deeply doped source and drain surfaces 19A and 19B described above. The above is as shown in FIG.

【0027】次に、図4を参照されたい。緩衝フッ化水
素酸溶液で側向のエッチング(Lateral Etc
h)を行い、一部の上述の第4熱化学気相成長二酸化ケ
イ素層36、第3プラズマ二酸化ケイ素層34、第3熱
化学気相成長二酸化ケイ素層32、第2プラズマ二酸化
ケイ素層30、第2熱化学気相成長二酸化ケイ素層2
8、第1プラズマ二酸化ケイ素層26、第1熱化学気相
成長二酸化ケイ素層24をエッチングする。上述のプラ
ズマ二酸化ケイ素層のエッチング率は熱化学気相成長二
酸化ケイ素層のものより速いので、このため、第1熱化
学気相成長二酸化ケイ素層24と第2熱化学気相成長二
酸化ケイ素層28の間、第2熱化学気相成長二酸化ケイ
素層28と第3熱化学気相成長二酸化ケイ素層32の
間、第3熱化学気相成長二酸化ケイ素層32と第4熱化
学気相成長二酸化ケイ素層36の間に空腔38が形成さ
れる。これは図4に示されるとおりである。後に、コン
デンサの下層電極を上述のメモリセルコンタクト37を
通して上述の電界効果トランジスタの上述のn+ ディー
プドープソース極19Aと電気的に接触させる。
Next, please refer to FIG. Lateral etching with buffered hydrofluoric acid solution (Lateral Etc
h), a part of the above-mentioned fourth thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer 36, third plasma silicon dioxide layer 34, third thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer 32, second plasma silicon dioxide layer 30, Second thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer 2
8. Etch the first plasma silicon dioxide layer 26 and the first thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer 24. Since the etch rate of the plasma silicon dioxide layer described above is faster than that of the thermal silicon dioxide layer, the first silicon dioxide layer 24 and the second silicon dioxide layer 28 During the second thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer 28 and the third thermal chemical vapor deposited silicon dioxide layer 32, between the third thermal chemical vapor deposited silicon dioxide layer 32 and the fourth thermal chemical vapor deposited silicon dioxide layer 32. A cavity 38 is formed between the layers 36. This is as shown in FIG. Later, the lower electrode of the capacitor is brought into electrical contact with the aforementioned n + deeply doped source electrode 19A of the aforementioned field effect transistor through the aforementioned memory cell contact 37.

【0028】上述の第4熱化学気相成長二酸化ケイ素層
36、第3プラズマ二酸化ケイ素層34、第3熱化学気
相成長二酸化ケイ素層32、第2プラズマ二酸化ケイ素
層30、第2熱化学気相成長二酸化ケイ素層38、第1
プラズマ二酸化ケイ素層26、第1熱化学気相成長二酸
化ケイ素層24、ニトロ化ケイ素層及び無ドープ酸化ケ
イ素層22に対するプラズマエッチングは、一般には、
磁場増強式活性イオン式プラズマエッチング(Magn
etic Enhanced Reactive Io
n Etching;MERIE)或いは伝統的な活性
イオン式プラズマエッチング(RIE)を利用し、その
プラズマ反応気体は一般にCF4 とCHF3 などフッ化
ガスを用いる。
The above-described fourth thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer 36, third plasma silicon dioxide layer 34, third thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer 32, second plasma silicon dioxide layer 30, second thermal chemical vapor Phase grown silicon dioxide layer 38, first
Plasma etching of the plasma silicon dioxide layer 26, the first thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer 24, the nitrated silicon layer and the undoped silicon oxide layer 22 generally comprises:
Magnetic field enhanced active ion plasma etching (Magn
etic Enhanced Reactive Io
n Etching (MERIE) or traditional active ion plasma etching (RIE), and the plasma reaction gas generally uses a fluoride gas such as CF 4 and CHF 3 .

【0029】以上のようにして、皺を有する側壁を形成
した後、標準工程を利用して第1ポリシリコン層を形成
する。この第1ポリシリコン層は、ドープして導電性を
有するものとすると共に、上述の空腔38を充満するよ
うに、且つ上述のメモリセルコンタクト37を跨ぐよう
に設けて上述の電界効果トランジスタのn+ ディープド
ープソース極19Aと電気的に接続させる。その後、リ
ソグラフィー技術とプラズマエッチング技術を用いて上
述のコンデンサ領域にあって、上述の第1ポリシリコン
層をエッチングし、以てコンデンサの下層電極(Sto
rage Node)を形成する。上述の第1ポリシリ
コン層は通常、低圧化学気相成長法を利用し、同期ドー
プ(In−situ Doped)する方式で形成す
る。その際の反応不純物はリン原子とし、その反応気体
は、PH3 とSiH4 の混合気体とし、反応温度は52
5から575℃の間、その厚さは1000から2500
オングストロームの間とする。上述の第1ポリシリコン
層のプラズマエッチングには、一般に、磁場増強式活性
イオン式プラズマエッチング(MERIE)を利用し、
そのプラズマ反応気体として一般に、SF6 とHBrな
どハロゲン族気体を用いる。
After forming the wrinkled side walls as described above, the first polysilicon layer is formed by using a standard process. The first polysilicon layer is doped to have conductivity, and is provided so as to fill the cavity 38 and straddle the memory cell contact 37 to form the first polysilicon layer. It is electrically connected to the n + deeply doped source electrode 19A. Thereafter, the first polysilicon layer is etched in the capacitor region using lithography technology and plasma etching technology, thereby forming a lower electrode (Sto) of the capacitor.
(Region Node). The above-mentioned first polysilicon layer is usually formed by using a low-pressure chemical vapor deposition method and performing an in-situ doped method. The reaction impurities at this time were phosphorus atoms, the reaction gas was a mixed gas of PH 3 and SiH 4 , and the reaction temperature was 52
Between 5 and 575 ° C., its thickness is 1000 to 2500
Angstrom. The above-described plasma etching of the first polysilicon layer generally uses a magnetic field-enhanced active ion plasma etching (MERIE),
Generally, a halogen group gas such as SF 6 and HBr is used as the plasma reaction gas.

【0030】その後、緩衝フッ化水素酸溶液を利用して
余剰の上述の第4熱化学気相成長二酸化ケイ素層36、
第3プラズマ二酸化ケイ素層34、第3熱化学気相成長
二酸化ケイ素層32、第2プラズマ二酸化ケイ素層3
0、第2熱化学気相成長二酸化ケイ素層28、第1プラ
ズマ二酸化ケイ素層26、第1熱化学気相成長二酸化ケ
イ素層24をエッチングする。このエッチングはニトロ
化ケイ素層22の表面で終止する。続いて、標準製造工
程を利用し、一層の表面の粗いポリシリコン層を堆積
し、さらにコンデンサ誘電層と第2ポリシリコン層を堆
積する。上述の表面の粗いポリシリコン層と第2ポリシ
リコン層はドープして導電性を有するものとする。
Thereafter, using the buffered hydrofluoric acid solution, a surplus of the above-mentioned fourth thermochemical vapor deposition silicon dioxide layer 36,
Third plasma silicon dioxide layer 34, third thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer 32, second plasma silicon dioxide layer 3
0, etch second thermal chemical vapor grown silicon dioxide layer 28, first plasma silicon dioxide layer 26, first thermal chemical vapor grown silicon dioxide layer 24; This etching terminates at the surface of the nitrated silicon layer 22. Subsequently, using a standard fabrication process, one rough surface polysilicon layer is deposited, and a capacitor dielectric layer and a second polysilicon layer are deposited. The above-mentioned rough-surface polysilicon layer and the second polysilicon layer are doped to have conductivity.

【0031】最後に、リソグラフィー技術とプラズマエ
ッチング技術を用いて、この第2ポリシリコン層、コン
デンサ誘電層、及び表面の粗いポリシリコン層をエッチ
ングし、以てコンデンサの上層電極(Top Plat
e)を形成し、以上で、高電容量を有するスタックコン
デンサと高集積密度スタックDRAMの製造方法を完成
する。
Finally, the second polysilicon layer, the capacitor dielectric layer and the polysilicon layer having a rough surface are etched by using a lithography technique and a plasma etching technique, thereby forming a top layer electrode (Top Plate) of the capacitor.
e) is formed, and thus, a method of manufacturing a stacked capacitor having a high capacitance and a high integration density stacked DRAM is completed.

【0032】上述の表面の粗いポリシリコン層は化学気
相成長法を利用して形成し、その厚さは300から10
00オングストロームの間とする。上述のコンデンサ誘
電層は通常、二酸化ケイ素層(Silicon Dio
xide;O)、ニトロ化ケイ素層(Silicon
Nitride;N)と酸化ニトロ化ケイ素層(Oxy
nitride;O)より構成する。上述の二酸化ケイ
素層は表面の粗いポリシリコン層を熱酸化して形成し、
その厚さは50から200オングストロームとする。上
述のニトロ化ケイ素層は低圧化学気相成長法で形成し、
その厚さは40から60オングストロームとする。上述
の酸化ニトロ化ケイ素層は上述のニトロ化ケイ素層を酸
化して形成し、その厚さは20から50オングストロー
ムとする。上述の第2ポリシリコン層は、通常、低圧化
学気相成長法を利用し、並びに同期ドープ(In−si
tu Doped)の方式で形成し、その反応不純物原
子は燐原子とし、その反応気体はPH3 とSiH4 の混
合気体とし、反応温度は525から575℃の間、その
厚さは1000から2000オングストロームとする。
上述のコンデンサ誘電層は五酸化二タンタル(Ta2
5 )を材料として組成してもよい。
The polysilicon layer having a rough surface is formed by using a chemical vapor deposition method, and has a thickness of 300 to 10
00 angstrom. The capacitor dielectric layer described above is typically a silicon dioxide layer (Silicon Dio).
xide; O), nitrated silicon layer (Silicon)
Nitride; N) and a nitrated silicon oxide layer (Oxy
nitride) (O). The silicon dioxide layer described above is formed by thermally oxidizing a rough surface polysilicon layer,
Its thickness is between 50 and 200 angstroms. The above-mentioned nitrated silicon layer is formed by low pressure chemical vapor deposition,
Its thickness is between 40 and 60 angstroms. The above-mentioned silicon oxide nitrated layer is formed by oxidizing the above-mentioned silicon nitride layer, and has a thickness of 20 to 50 angstroms. The above-mentioned second polysilicon layer is usually formed by using a low-pressure chemical vapor deposition method as well as by synchronously doping (In-si
tu Doped), the reaction impurity atom is a phosphorus atom, the reaction gas is a mixed gas of PH 3 and SiH 4 , the reaction temperature is between 525 and 575 ° C., and the thickness is 1000 to 2000 Å. And
The capacitor dielectric layer described above is made of tantalum pentoxide (Ta 2 O).
5 ) may be used as a material.

【0033】[0033]

【発明の効果】本発明は、プラズマ増強式化学気相成長
法で形成したプラズマ二酸化ケイ素層と熱化学気相成長
法で形成した熱化学気相成長二酸化ケイ素層の交替複層
構造を形成し、メモリセルコンタクトの上方に皺を有す
る酸化層側壁を形成し、コンデンサの下層電極の表面積
を増加することを以て、大幅にコンデンサの電容量を増
加しており、この高電容量のコンデンサを、16メガビ
ット以上の高密度スタックDRAMの製造に応用するこ
とにより、スタックDRAMの高密度化に大いに貢献す
る。
The present invention provides an alternating multilayer structure of a plasma enhanced silicon dioxide layer formed by plasma enhanced chemical vapor deposition and a thermochemical vapor grown silicon dioxide layer formed by thermal chemical vapor deposition. By forming a wrinkled oxide side wall above the memory cell contact and increasing the surface area of the lower electrode of the capacitor, the capacitance of the capacitor is greatly increased. Application to the manufacture of high-density stacked DRAMs of megabits or more greatly contributes to the high density of stacked DRAMs.

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

【図1】本発明の実施例の製造工程を示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施例の製造工程を示す断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process according to the embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施例の製造工程を示す断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process according to the embodiment of the present invention.

【図4】本発明の実施例の製造工程を示す断面図であ
る。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 p型シリコン半導体基板 12 電場酸化層 14 ゲート酸化層 16 ゲート極 18 ゲート極スペーサ 17A n- ライトドープソース極 17B n- ライトドープドレイン極 19A n+ ディープドープソース極 19B n+ ディープドープドレイン極 22 無ドープ酸化ケイ素層 24 第1熱化学気相成長二酸化ケイ素層 26 第1プラズマ二酸化ケイ素層 28 第2熱化学気相成長二酸化ケイ素層 30 第2プラズマ二酸化ケイ素層 32 第3熱化学気相成長二酸化ケイ素層 34 第3プラズマ二酸化ケイ素層 36 第4熱化学気相成長二酸化ケイ素層 37 メモリセルコンタクト 38 空腔10 p-type silicon semiconductor substrate 12 field oxide layer 14 gate oxide layer 16 gate electrode 18 gate electrode spacers 17A n - lightly doped source electrode 17B n - lightly doped drain electrode 19A n + deep doped source electrode 19B n + deep doped drain electrode 22 Undoped silicon oxide layer 24 First thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer 26 First plasma silicon dioxide layer 28 Second thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer 30 Second plasma silicon dioxide layer 32 Third thermal chemical vapor deposition dioxide Silicon layer 34 Third plasma silicon dioxide layer 36 Fourth thermochemical vapor deposition silicon dioxide layer 37 Memory cell contact 38 Void

───────────────────────────────────────────────────── 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 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 27/108 H01L 21/822 H01L 21/8242 H01L 27/04

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 一種のスタックDRAM(Stack
DRAM)の製造方法であり、 シリコン半導体基板(Silicon Semicon
ductor Substrate)上に、局部シリコ
ン酸化隔離技術(LOCOS)を利用して電界効果トラ
ンジスタを隔離するのに用いる酸化層(Oxide)を
形成し、 ゲート酸化層、ゲート極、及びソース極、ドレイン極を
含む電界効果トランジスタと、ワードライン(Word
Line)とを形成し、 一層の誘電層を形成し、 熱化学気相成長法で堆積した熱化学気相成長二酸化ケイ
素層と、プラズマ二酸化ケイ素層よりなる交替複層構造
(Alternative Layers)を形成し、 リソグラフィー技術とエッチング技術を用いて、上記交
替複層構造と上記誘電層をエッチングして上述のソース
極を露出させることを以て、電界効果トランジスタのメ
モリセルコンタクト(Cell Contact)を形
成し、 側向のエッチングを行い、一部の上述のプラズマ二酸化
ケイ素層と熱化学気相成長二酸化ケイ素層を除去し、熱
化学気相成長二酸化ケイ素層と熱化学気相成長二酸化ケ
イ素層の間に空腔(Cavity)を形成することを以
て、皺を有する側壁(Corrugated Side
wall)を形成し、 1層の第1ポリシリコン層を形成し、該第1ポリシリコ
ン層に上述の空腔を充満させると共に、メモリセルコン
タクトを跨過させ、 リソグラフィー技術とエッチング技術を用いてコンデン
サ領域にあって第1ポリシリコン層をエッチングするこ
とを以て、コンデンサの下層電極(Storage N
ode)を形成し、 コンデンサ誘電層(Capasitor Dielec
tric)を形成し、第2ポリシリコン層を形成し、 リソグラフィー技術とエッチング技術を用いて上述の第
2ポリシリコン層、コンデンサ誘電層をエッチングして
コンデンサの上層電極(Top Plate)を形成す
る、 スタックDRAMの製造方法。
1. A type of stacked DRAM (Stack DRAM)
And a method of manufacturing a semiconductor device (Silicon Semiconductor).
An oxide layer (Oxide) used for isolating the field effect transistor is formed on the dielectric substrate using a local silicon oxide isolation technique (LOCOS), and a gate oxide layer, a gate electrode, and a source electrode and a drain electrode are formed. Including a field effect transistor and a word line (Word)
Lines), forming one dielectric layer, and forming an alternating multilayer structure composed of a thermal chemical vapor grown silicon dioxide layer deposited by a thermal chemical vapor deposition method and a plasma silicon dioxide layer (Alternative Layers). Then, the lithography technique and the etching technique are used to etch the alternate multilayer structure and the dielectric layer to expose the source electrode, thereby forming a memory cell contact (Cell Contact) of the field effect transistor. Direction etching to remove some of the above-mentioned plasma silicon dioxide layer and thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer, and to form a cavity between the thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer and the thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer. (Cavity) to form a corrugated side wall (Corrugated Side).
wall), a first polysilicon layer is formed, the first polysilicon layer is filled with the above-mentioned cavity, and the memory cell contact is straddled, and a lithography technique and an etching technique are used. By etching the first polysilicon layer in the capacitor region, the lower electrode (Storage N) of the capacitor is formed.
mode) and a capacitor dielectric layer (Capacitor Dielec).
tric), a second polysilicon layer is formed, and the second polysilicon layer and the capacitor dielectric layer are etched using a lithography technique and an etching technique to form an upper electrode (Top Plate) of the capacitor. Manufacturing method of stacked DRAM.
【請求項2】 請求項1に記載のスタックDRAMの製
造方法で、その中、誘電層は、無ドープ酸化ケイ素層と
ニトロ化ケイ素層で組成し、上記無ドープ酸化ケイ素の
厚さは1000から3000オングストロームの間と
し、ニトロ化ケイ素層の厚さは200から400オング
ストロームの間とする、スタックDRAMの製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the dielectric layer comprises an undoped silicon oxide layer and a nitrated silicon layer, wherein the thickness of the undoped silicon oxide is from 1000. A method of manufacturing a stacked DRAM, wherein the thickness is between 3000 Angstroms and the thickness of the nitrated silicon layer is between 200 and 400 Angstroms.
【請求項3】 請求項1に記載のスタックDRAMの製
造方法で、その中、交替複層構造のプラズマ二酸化ケイ
素層はプラズマ増強式化学気相成長法を利用して形成
し、その各層の厚さは200から400オングストロー
ムとする、スタックDRAMの製造方法。
3. The method of claim 1, wherein the plasma silicon dioxide layer having an alternate multilayer structure is formed using a plasma enhanced chemical vapor deposition method, and the thickness of each layer is changed. A method for manufacturing a stacked DRAM having a thickness of 200 to 400 angstroms.
【請求項4】 請求項1に記載のスタックDRAMの製
造方法で、その中、交替複層構造の熱化学気相成長二酸
化ケイ素層は低圧化学気相成長法、大気圧化学気相成長
法、或いは次大気圧化学気相成長法或いはその他の化学
気相成長法を利用して形成し、その各層の厚さは200
から400オングストロームの間とする、スタックDR
AMの製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the alternately multi-layered thermal chemical vapor deposition silicon dioxide layer is formed by low pressure chemical vapor deposition, atmospheric pressure chemical vapor deposition, Alternatively, it is formed using the next atmospheric pressure chemical vapor deposition method or another chemical vapor deposition method, and the thickness of each layer is 200
Between 400 and 400 angstroms, stack DR
Manufacturing method of AM.
【請求項5】 請求項1に記載のスタックDRAMの製
造方法で、その中、空腔を形成する方法として、フッ化
水素酸溶液を利用する、スタックDRAMの製造方法。
5. The method for manufacturing a stacked DRAM according to claim 1, wherein a hydrofluoric acid solution is used as a method for forming a cavity.
【請求項6】 請求項1に記載のスタックDRAMの製
造方法で、その中、第1ポリシリコン層は化学気相成長
法を利用して堆積し、その厚さは2000から5000
オングストロームの間とする、スタックDRAMの製造
方法。
6. The method of claim 1, wherein the first polysilicon layer is deposited by using a chemical vapor deposition method, and has a thickness of 2,000 to 5,000.
A method for manufacturing a stacked DRAM, which is performed between angstrom.
【請求項7】 請求項1に記載のスタックDRAMの製
造方法で、その中、コンデンサ誘電層は、酸化ニトロ化
ケイ素層とニトロ化ケイ素層及び二酸化ケイ素層で組成
するか、或いは五酸化二タンタルで組成する、スタック
DRAMの製造方法。
7. The method of claim 1, wherein the capacitor dielectric layer comprises a silicon oxide nitrate layer, a silicon nitride layer and a silicon dioxide layer, or tantalum pentoxide. A method for manufacturing a stacked DRAM.
【請求項8】 請求項1に記載のスタックDRAMの製
造方法で、その中、第2ポリシリコン層は化学気相成長
法を利用して形成し、その厚さは1000から2000
オングストロームの間とする、スタックDRAMの製造
方法。
8. The method of claim 1, wherein the second polysilicon layer is formed using a chemical vapor deposition method, and has a thickness of 1000 to 2000.
A method for manufacturing a stacked DRAM, which is performed between angstrom.
【請求項9】 請求項1に記載のスタックDRAMの製
造方法で、その中、コンデンサ誘電層を形成する前に、
一つの表面の粗いポリシリコン層を形成する、スタック
DRAMの製造方法。
9. The method of claim 1, wherein the step of forming the capacitor dielectric layer comprises:
A method for manufacturing a stacked DRAM, wherein a polysilicon layer having a rough surface is formed.
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