JP2936326B1 - Method of manufacturing lower electrode of capacitor - Google Patents

Method of manufacturing lower electrode of capacitor

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JP2936326B1 JP10146282A JP14628298A JP2936326B1 JP 2936326 B1 JP2936326 B1 JP 2936326B1 JP 10146282 A JP10146282 A JP 10146282A JP 14628298 A JP14628298 A JP 14628298A JP 2936326 B1 JP2936326 B1 JP 2936326B1
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Abstract

【要約】 【課題】 従来の組立方法における半球粒状シリコン層
のオーバ・エッチングとマイクロ・ブリッジの形成が防
止されるキャパシタの下位電極の製造方法を提供する。 【解決手段】 第1の導電層40が基板の特定領域との
電気的接続を作る開口38に形成される。第1の半球粒
状シリコン層42および第2の誘電体層44が第1の導
電層40上に形成され、第2の誘電体層44、第1の半
球粒状シリコン層42および第1の導電層40はパター
ニングされる。さらに、第2の導電層46および第2の
半球粒状シリコン層48が基板構造の全体上に形成さ
れ、第2の半球粒状シリコン層48および第2の導電層
46の、酸化層36および第2の誘電体層44上の部分
が除去されて、第2の誘電体層44が除去されて第1の
半球粒状シリコン層42が露出する。
A method for manufacturing a lower electrode of a capacitor is disclosed, which prevents over-etching of a hemispherical granular silicon layer and formation of a microbridge in a conventional assembling method. A first conductive layer is formed in an opening for making an electrical connection with a specific region of a substrate. A first hemispherical granular silicon layer 42 and a second dielectric layer 44 are formed on the first conductive layer 40, and the second dielectric layer 44, the first hemispherical granular silicon layer 42 and the first conductive layer 40 is patterned. Further, a second conductive layer 46 and a second hemispherical granular silicon layer 48 are formed over the entire substrate structure, and the oxide layer 36 and the second hemispherical granular silicon layer 48 and the second conductive layer 46 of the second hemispherical granular silicon layer 48 and the second conductive layer 46 are formed. The portion on the dielectric layer 44 is removed, the second dielectric layer 44 is removed, and the first hemispherical granular silicon layer 42 is exposed.

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、半導体デバイスの
製造方法に関する。特に、本発明は、キャパシタの下位
電極の製造方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device. In particular, the present invention relates to a method for manufacturing a lower electrode of a capacitor.

【0002】[0002]

【従来の技術】ダイナミック・ランダム・アクセス・メ
モリ(DRAM)は、デジタルデータを記憶するための
デバイスである。DRAMはデータを記憶するためにキ
ャパシタを使用するため、DRAMのキャパシタの容量
(キャパシタンス)はデータ保持時間が長くなるように
十分に大きくなければならない。超大規模集積回路(U
LSI)の出現に伴い、DRAM内の各メモリセルのサ
イズが減少している。この結果、キャパシタの電極表面
領域は、容量の減少を補うために、どのようにしても増
加される必要がある。例えば、半球状の粒状表面を有し
たシリコン(HSG)層が、表面領域を増加するために
キャパシタの電極板上に配設される。
2. Description of the Related Art A dynamic random access memory (DRAM) is a device for storing digital data. Since a DRAM uses a capacitor to store data, the capacitance (capacitance) of the capacitor of the DRAM must be large enough to increase the data retention time. Very large scale integrated circuit (U
With the advent of LSIs, the size of each memory cell in a DRAM has been reduced. As a result, the electrode surface area of the capacitor needs to be increased in any way to compensate for the reduction in capacitance. For example, a silicon (HSG) layer having a hemispherical granular surface is disposed on the electrode plate of the capacitor to increase the surface area.

【0003】図1〜図6は、従来の方法によってキャパ
シタの下位電極を製造する工程を順に示す断面図であ
る。先ず、図1に示すように、素子(デバイス)領域を
規定するフィールド酸化層12を有した半導体基板10
が供給される。素子領域内の素子の詳細は、図面には示
されていない。誘電体層14が基板10上に形成され、
更にコンタクト窓16が誘電体層14に形成されて、素
子領域内にトランジスタのソース/ドレイン領域(図示
せず)の1つが露出する。
FIGS. 1 to 6 are sectional views sequentially showing steps of manufacturing a lower electrode of a capacitor by a conventional method. First, as shown in FIG. 1, a semiconductor substrate 10 having a field oxide layer 12 for defining an element (device) region.
Is supplied. Details of the devices in the device region are not shown in the drawings. A dielectric layer 14 is formed on the substrate 10;
Further, a contact window 16 is formed in the dielectric layer 14 to expose one of the transistor source / drain regions (not shown) in the device region.

【0004】次に、図2に示すように、導電層18が誘
電体層14上とコンタクト開口16内に積層され、ソー
ス/ドレイン領域との電気的な接続を形成する。導電層
18は、例えば減圧気相成長法によって形成された、イ
オン注入されたポリ(多結晶)シリコン層である。この
後、キャップ誘電体層22が、例えば気相成長法を使用
して導電層18上に積層される。このキャップ誘電体層
22は、例えばボロン・リン・シリケート・ガラス(B
PSG)で形成される。しかる後、フォトリソグラフィ
処理およびエッチング処理が、キャップ誘電体層22と
導電層18のパターニングに使用され、最後に図2に示
す構造が形成される。
Next, as shown in FIG. 2, a conductive layer 18 is laminated on the dielectric layer 14 and in the contact opening 16 to form an electrical connection with the source / drain regions. The conductive layer 18 is an ion-implanted poly (polycrystalline) silicon layer formed by, for example, a reduced pressure vapor deposition method. Thereafter, a cap dielectric layer 22 is deposited on the conductive layer 18 using, for example, a vapor deposition method. The cap dielectric layer 22 is made of, for example, boron phosphorus silicate glass (B
PSG). Thereafter, a photolithography process and an etching process are used to pattern the cap dielectric layer 22 and the conductive layer 18, and finally the structure shown in FIG. 2 is formed.

【0005】次に、図3に示すように、イオン注入され
たポリシリコンが、例えば減圧気相成長(LPCVD)
法によって基板構造全体の上に積層される。しかる後、
キャップ誘電体層22および導電層18の側壁上にスペ
ーサ24を形成するために、このポリシリコン層は例え
ば異方性エッチング法によってエッチング・バックされ
る。
[0005] Next, as shown in FIG. 3, the ion-implanted polysilicon is formed by, for example, low pressure vapor deposition (LPCVD).
It is laminated on the whole substrate structure by the method. After a while
This polysilicon layer is etched back, for example by an anisotropic etching method, to form spacers 24 on the cap dielectric layer 22 and the sidewalls of the conductive layer 18.

【0006】次に、図4に示すように、キャップ誘電体
層22は除去されて導電層18を露出させる。このキャ
ップ誘電体層22は、例えば気相フッ化水素またはフッ
化水素酸溶液を使用する反応性イオンエッチング(RI
E)法によって除去される。
[0006] Next, as shown in FIG. 4, the cap dielectric layer 22 is removed to expose the conductive layer 18. This cap dielectric layer 22 is formed by reactive ion etching (RI) using, for example, a gaseous hydrogen fluoride or hydrofluoric acid solution.
E) is removed by the method.

【0007】次に、図5に示すように、半球状の粒状表
面を有したシリコン層、即ち半球粒状シリコン層26
が、導電層18、誘電体層14およびスペーサ24を含
む基板構造全体の上に形成される。この半球粒状シリコ
ン層26は、例えばシランSiH4 またはSi26
反応ガス源とした減圧気相成長(LPCVD)法によっ
て積層され得る。半球粒状シリコンの積層は、アモルフ
ァスシリコンの成長とポリシリコンの成長との間の温度
で導入されることが好ましい。
Next, as shown in FIG. 5, a silicon layer having a hemispherical granular surface, that is, a hemispherical granular silicon layer 26 is formed.
Is formed over the entire substrate structure, including the conductive layer 18, the dielectric layer 14, and the spacers 24. The hemispherical granular silicon layer 26 can be stacked by, for example, a low pressure vapor deposition (LPCVD) method using silane SiH 4 or Si 2 H 6 as a reaction gas source. Preferably, the stack of hemispherical granular silicon is introduced at a temperature between the growth of amorphous silicon and the growth of polysilicon.

【0008】次に、図6に示すように、誘電体層14上
の半球粒状シリコン層26は、例えば異方性エッチング
・バック処理によって除去される。導電層18、スペー
サ24および半球粒状シリコン層26の残部は、キャパ
シタの下位電極を構成する。誘電体層14上の半球粒状
シリコン層26を部分的に除去する理由は、隣接する2
つの導電層18の間の如何なる電気的な接続も防止する
ためである。換言すれば、隣接するキャパシタの2つの
下位電極の間の電気的な接続によって引き起こされる半
導体デバイスのダメージを回避するためである。
Next, as shown in FIG. 6, the hemispherical granular silicon layer 26 on the dielectric layer 14 is removed by, for example, an anisotropic etching back process. The rest of the conductive layer 18, the spacer 24 and the hemispherical granular silicon layer 26 constitute the lower electrode of the capacitor. The reason for partially removing the hemispherical granular silicon layer 26 on the dielectric layer 14 is as follows.
This is to prevent any electrical connection between the two conductive layers 18. In other words, this is to avoid damage to the semiconductor device caused by electrical connection between the two lower electrodes of the adjacent capacitors.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、半球層
26の誘電体層14上に積層された部分がエッチング・
バック処理で除去されるときに、半球粒状シリコン層2
6の全てがエッチング剤に曝される。この結果、半球粒
状シリコン層26の残部が同様にダメージを受ける。導
電層18上のこの部分の半球粒状シリコン層26に対す
るダメージは特に深刻であり、また後に積層される誘電
体層からの漏れ電流の原因となる。それ故、半球粒状シ
リコン層26に対する過大なダメージを回避するため
に、エッチング処理は注意深く制御されなければならな
い。
However, the portion of the hemispherical layer 26 laminated on the dielectric layer 14 is etched and removed.
When removed by the backing process, the hemispherical granular silicon layer 2
All 6 are exposed to the etchant. As a result, the remaining portion of the hemispherical granular silicon layer 26 is similarly damaged. Damage to the hemispherical granular silicon layer 26 at this portion on the conductive layer 18 is particularly severe, and causes leakage current from a dielectric layer to be laminated later. Therefore, the etching process must be carefully controlled to avoid excessive damage to hemispherical granular silicon layer 26.

【0010】更に、バック・エッチング処理が適切に制
御されていないと、隣接する下位電極に連結されてしま
うマイクロ・ブリッジと呼ばれる残余の電気的な接続が
起こり得る。このマイクロ・ブリッジは隣接するキャパ
シタの双方にダメージを与えるショート経路を生ずる。
[0010] Furthermore, if the back etching process is not properly controlled, residual electrical connections, called microbridges, that can be connected to adjacent lower electrodes can occur. This microbridge creates a short path that damages both adjacent capacitors.

【0011】上述したことに照らして、半球粒状シリコ
ン層の改良された形成方法が要求される。
In view of the foregoing, there is a need for an improved method of forming a hemispherical granular silicon layer.

【0012】本発明は、従来の組立方法における半球粒
状シリコン層のオーバ・エッチングとマイクロ・ブリッ
ジの形成が防止されるキャパシタの下位電極の製造方法
を提供することを目的としている。
It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a lower electrode of a capacitor in which over-etching of a hemispherical granular silicon layer and formation of a microbridge are prevented in a conventional assembling method.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の上記目的に関連
して、そしてこれらおよび他の利点を達成するために、
本発明はキャパシタの下位電極の製造方法を提供する。
この方法は、半導体基板を提供し、それから前記基板上
に第1の誘電体層を形成する工程を備える。次に、前記
第1の誘電体層上にシリコン窒化層を形成し、それから
前記シリコン窒化層上に酸化層を形成する。しかる後、
前記酸化層、前記シリコン窒化層および前記第1の誘電
体層をパターニングして、半導体基板の特定領域を露出
させるコンタクト開口を形成する。
In connection with the above objects of the present invention and to achieve these and other advantages,
The present invention provides a method of manufacturing a lower electrode of a capacitor.
The method comprises providing a semiconductor substrate and then forming a first dielectric layer on the substrate. Next, a silicon nitride layer is formed on the first dielectric layer, and then an oxide layer is formed on the silicon nitride layer. After a while
The oxide layer, the silicon nitride layer, and the first dielectric layer are patterned to form a contact opening exposing a specific region of the semiconductor substrate.

【0014】続く工程では、第1の導電層を前記酸化層
の上および前記コンタクト開口の中に積層して、前記基
板の前記特定領域との電気的接続を形成する。次に、前
記第1の導電層上に第1の半球粒状シリコン層を形成
し、それから前記第1の半球粒状シリコン層に第2の誘
電体層を形成する。それから、前記第2の誘電体層、前
記第1の半球粒状シリコン層および前記第1の導電層を
パターニングして、前記酸化層の部分を露出させる。そ
の後、前記第2の誘電体層、前記第1の導電層および前
記酸化層の上に第2の導電層が形成される。
In a subsequent step, a first conductive layer is laminated on the oxide layer and in the contact opening to form an electrical connection with the specific region of the substrate. Next, a first hemispherical granular silicon layer is formed on the first conductive layer, and then a second dielectric layer is formed on the first hemispherical granular silicon layer. Then, the second dielectric layer, the first hemispherical granular silicon layer, and the first conductive layer are patterned to expose portions of the oxide layer. Thereafter, a second conductive layer is formed on the second dielectric layer, the first conductive layer, and the oxide layer.

【0015】しかる後、前記第2の導電層の上に第2の
半球粒状シリコン層が形成される。前記第2の導電層お
よび前記第2の半球粒状シリコン層の、前記酸化層およ
び前記第2の誘電体層上に位置する部分は除去されて前
記酸化層および前記第2の誘電体層を露出させる。しか
しながら、前記第2の導電層および前記第2の半球粒状
シリコン層の一部は、前記第2の誘電体層および前記第
1の導電層に固着して残存する。最後に、前記第2の誘
電体層および前記酸化層は除去され、キャパシタの下位
電極が形成される。この下位電極は、前記第2の半球粒
状シリコン層、前記第2の導電層、前記第1の半球粒状
シリコン層および前記第1の導電層から形成される。
Thereafter, a second hemispherical granular silicon layer is formed on the second conductive layer. Portions of the second conductive layer and the second hemispherical granular silicon layer located on the oxide layer and the second dielectric layer are removed to expose the oxide layer and the second dielectric layer Let it. However, the second conductive layer and a part of the second hemispherical granular silicon layer remain fixed to the second dielectric layer and the first conductive layer. Finally, the second dielectric layer and the oxide layer are removed, forming the lower electrode of the capacitor. The lower electrode is formed from the second hemispherical granular silicon layer, the second conductive layer, the first hemispherical granular silicon layer, and the first conductive layer.

【0016】本発明は、第2の誘電体層を、エッチング
・バック処理に対する第1の半球粒状シリコン層の保護
マスクとして使用し、第1の半球粒状シリコン層に対す
る如何なるダメージも回避できるようにする。この結
果、後に下位電極上に積層される誘電体層からの漏れ電
流が防止され得る。
The present invention uses the second dielectric layer as a protective mask for the first hemispherical granular silicon layer against an etch back process so that any damage to the first hemispherical granular silicon layer can be avoided. . As a result, leakage current from the dielectric layer that is laminated on the lower electrode later can be prevented.

【0017】本発明の他の形態によれば、第1の半球粒
状シリコン層のエッチング・バック処理は、下位電極間
のマイクロ・ブリッジ形成が生じないように、効果的に
制御され得る。
According to another aspect of the present invention, the etch-back process of the first hemispherical granular silicon layer can be effectively controlled so that micro-bridge formation between lower electrodes does not occur.

【0018】本発明の他の形態によれば、酸化層の除去
が下位電極の表面領域を増加させ、これによりキャパシ
タの容量を増加することができる。
According to another aspect of the present invention, removing the oxide layer increases the surface area of the lower electrode, thereby increasing the capacitance of the capacitor.

【0019】前述した一般的な説明および後述する詳細
な説明の双方は、本発明の請求の範囲の更なる説明を提
供することを模範的に意図したものであることが理解さ
れる。
It is understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary, and are intended to provide further explanation of the scope of the invention.

【0020】添付した図面は本発明の更なる理解を提供
することに含まれており、また組み合わされてこの明細
書の一部を構成する。
The accompanying drawings are included to provide a further understanding of the invention, and are incorporated in and constitute a part of this specification.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、図面に示した例を参照し
て、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。可能な
限り、同じ部分に対して同じ参照符号が図面および説明
中で使用されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the examples shown in the drawings. Wherever possible, the same reference numbers are used in the drawings and the description for the same parts.

【0022】図7〜図10は、本発明の好ましい実施例
によるキャパシタの下位電極の製造における製造工程の
進行を示す断面図である。先ず、図7に示すように、素
子領域を規定するフィールド酸化層32を有した半導体
基板30が提供される。この素子領域内の素子の詳細
は、図面には示されていない。次に、誘電体層34、例
えばシリコン酸化層が基板構造全体上に形成され、それ
からシリコン窒化層35が誘電体層34上に積層され
る。しかる後、酸化層36がシリコン窒化層35上に形
成される。この酸化層36は、例えばボロン・リン・シ
リケート・ガラス(BPSG)から構成される。続く工
程では、フォトリソグラフィ処理およびエッチング処理
が、酸化層36、シリコン窒化層35および誘電体層3
4をパターニングするために使用される。続けて、素子
領域(図示せず)内のトランジスタのソース/ドレイン
を露出させるコンタクト開口38が形成される。
7 to 10 are sectional views showing the progress of the manufacturing process in manufacturing the lower electrode of the capacitor according to the preferred embodiment of the present invention. First, as shown in FIG. 7, a semiconductor substrate 30 having a field oxide layer 32 defining an element region is provided. Details of the elements in this element region are not shown in the drawings. Next, a dielectric layer 34, eg, a silicon oxide layer, is formed over the entire substrate structure, and then a silicon nitride layer 35 is laminated over the dielectric layer 34. Thereafter, an oxide layer 36 is formed on the silicon nitride layer 35. This oxide layer 36 is made of, for example, boron phosphorus silicate glass (BPSG). In a subsequent step, a photolithography process and an etching process are performed for the oxide layer 36, the silicon nitride layer 35, and the dielectric layer 3.
4 used to pattern. Subsequently, a contact opening 38 for exposing the source / drain of the transistor in the element region (not shown) is formed.

【0023】次に、図8に示すように、導電層40が酸
化層36の上とコンタクト開口38の中に積層され、ト
ランジスタのソース/ドレイン領域との電気的接続を作
る。導電層40は、例えば減圧気相成長(LPCVD)
法を使用して形成された、イオン注入されたポリシリコ
ン層である。しかる後、半球粒状シリコン層42が導電
層40の上に形成される。この半球粒状シリコン層42
は、例えばシランSiH4 またはSi26 を反応ガス
源として使用した減圧気相成長(LPCVD)法によっ
て積層される。半球粒状シリコンの積層は、アモルファ
スシリコンの成長とポリシリコンの成長との間の温度で
導入されることが好ましい。次に、キャップ誘電体層4
4、例えばボロン・リン・シリケート・ガラスが、例え
ば気相成長法を使用して半球粒状シリコン層42上に積
層される。続いて、フォトリソグラフィ処理およびエッ
チング処理が、キャップ誘電体44、半球粒状シリコン
層42および導電層40をパターニングして酸化層36
の一部を露出するために使用される。最後に、図8に示
される構造が得られる。
Next, as shown in FIG. 8, a conductive layer 40 is laminated over the oxide layer 36 and in the contact opening 38 to make an electrical connection with the source / drain regions of the transistor. The conductive layer 40 is formed, for example, under reduced pressure vapor phase growth (LPCVD).
FIG. 2 is an ion-implanted polysilicon layer formed using a method. Thereafter, hemispherical granular silicon layer 42 is formed on conductive layer 40. This hemispherical granular silicon layer 42
Is deposited by a low pressure vapor phase epitaxy (LPCVD) method using silane SiH 4 or Si 2 H 6 as a reaction gas source. Preferably, the stack of hemispherical granular silicon is introduced at a temperature between the growth of amorphous silicon and the growth of polysilicon. Next, the cap dielectric layer 4
4, for example, boron phosphorus silicate glass is deposited on the hemispherical granular silicon layer 42 using, for example, vapor deposition. Subsequently, photolithography and etching processes pattern the cap dielectric 44, the hemispherical granular silicon layer 42 and the conductive layer 40 to form the oxide layer 36.
Used to expose part of the Finally, the structure shown in FIG. 8 is obtained.

【0024】次に、図9に示すように、イオン注入した
ポリシリコンから形成された導電層46が、キャップ誘
電体層44および酸化層36を含む基板構造全体の上
に、例えば減圧気相成長法を使用して積層される。しか
る後、導電層46にもう1つの半球粒状シリコン層48
が、前記半球粒状シリコン層42を形成したと同様の方
法を使用して形成される。
Next, as shown in FIG. 9, a conductive layer 46 made of ion-implanted polysilicon is deposited on the entire substrate structure including the cap dielectric layer 44 and the oxide layer 36 by, for example, low pressure vapor deposition. Are laminated using a method. Thereafter, another hemispherical granular silicon layer 48 is formed on the conductive layer 46.
Is formed using the same method as that for forming the hemispherical granular silicon layer 42.

【0025】次に、図9に示すように、半球粒状シリコ
ン層48と導電層46が、例えば異方性エッチング法を
使用してエッチング・バックされる。このエッチング・
バック処理の後に、導電層46は、誘電体層44および
導電層40の側壁上のスペーサ構造に転換され、酸化層
36の一部を露出させる。異方性エッチング・バック処
理が使用されるために、導電層46の上に形成されてい
る部分の半球粒状シリコン層48は保持される。続く工
程では、半球粒状シリコン層42が露出するまでキャッ
プ誘電体層44が除去される。このキャップ誘電体層4
4は、例えば気相フッ化水素またはフッ化水素酸溶液を
使用した反応性エッチング(RIE)法によって除去さ
れる。酸化層36がキャップ誘電体層44と同じ材料か
ら構成されているため、酸化層36もまた、このRIE
法によって同様に除去される。この段階までに、半球粒
状シリコン層42と、半球粒状シリコン層48と、導電
層40と、導電層46とからなるキャパシタの下位電極
が形成される。
Next, as shown in FIG. 9, the hemispherical granular silicon layer 48 and the conductive layer 46 are etched back using, for example, an anisotropic etching method. This etching
After the backing process, the conductive layer 46 is converted into a spacer structure on the sidewalls of the dielectric layer 44 and the conductive layer 40, exposing a portion of the oxide layer 36. Because an anisotropic etch back process is used, the portion of hemispherical granular silicon layer 48 that is formed over conductive layer 46 is retained. In a subsequent step, the cap dielectric layer 44 is removed until the hemispherical granular silicon layer 42 is exposed. This cap dielectric layer 4
4 is removed by, for example, a reactive etching (RIE) method using a gaseous hydrogen fluoride or hydrofluoric acid solution. Since oxide layer 36 is made of the same material as cap dielectric layer 44, oxide layer 36 also
It is also removed by the method. By this stage, the lower electrode of the capacitor including the hemispherical granular silicon layer 42, the hemispherical granular silicon layer 48, the conductive layer 40, and the conductive layer 46 is formed.

【0026】本発明は、キャップ誘電体層44を、エッ
チング・バック処理に対する半球粒状シリコン層42の
保護マスクとして使用し、この半球粒状シリコン層に対
するダメージが最少になるようにしている。この結果、
後にキャパシタの下位電極上に積層される誘電体層から
の漏れ電流が防止される。
The present invention uses the cap dielectric layer 44 as a protective mask for the hemispherical granular silicon layer 42 against the etch back process so that damage to the hemispherical granular silicon layer is minimized. As a result,
Leakage current from a dielectric layer that is later laminated on the lower electrode of the capacitor is prevented.

【0027】本発明の他の実施形態は、半球粒状シリコ
ン層48のエッチングを効果的に制御して、下位電極間
のマイクロ・ブリッジが殆ど形成されないようにするこ
とである。
Another embodiment of the present invention is to effectively control the etching of the hemispherical granular silicon layer 48 so that little micro-bridges between lower electrodes are formed.

【0028】本発明の第3の実施形態は、酸化層の除去
によって下位電極の表面領域を増加できることである。
それ故、キャパシタの容量は増加できる。
A third embodiment of the present invention is that the surface area of the lower electrode can be increased by removing the oxide layer.
Therefore, the capacitance of the capacitor can be increased.

【0029】本発明の範囲や精神を離れることなく、本
発明の構造に対し種々の修正や変形をなし得ることは当
業者にとって自明である。前述した観点から、本発明
は、この発明の請求の範囲とその均等物の修正例や変形
例を含むことを意図している。
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made to the structure of the present invention without departing from the scope or spirit of the invention. In view of the foregoing, the present invention is intended to include modifications and variations of the present invention and their equivalents.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、従来
の組立方法における半球粒状シリコン層のオーバ・エッ
チングとマイクロ・ブリッジの形成が防止されるキャパ
シタの下位電極の製造方法を提供することができる。
As described above, according to the present invention, there is provided a method of manufacturing a lower electrode of a capacitor in which over-etching of a hemispherical granular silicon layer and formation of a microbridge are prevented in a conventional assembling method. Can be.

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

【図1】 従来の方法によるキャパシタの下位電極の製
造における製造工程の進行を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a progress of a manufacturing process in manufacturing a lower electrode of a capacitor by a conventional method.

【図2】 従来の方法によるキャパシタの下位電極の製
造における製造工程の進行を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the progress of a manufacturing process in manufacturing a lower electrode of a capacitor according to a conventional method.

【図3】 従来の方法によるキャパシタの下位電極の製
造における製造工程の進行を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a progress of a manufacturing process in manufacturing a lower electrode of a capacitor according to a conventional method.

【図4】 従来の方法によるキャパシタの下位電極の製
造における製造工程の進行を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a progress of a manufacturing process in manufacturing a lower electrode of a capacitor according to a conventional method.

【図5】 従来の方法によるキャパシタの下位電極の製
造における製造工程の進行を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a progress of a manufacturing process in manufacturing a lower electrode of a capacitor by a conventional method.

【図6】 従来の方法によるキャパシタの下位電極の製
造における製造工程の進行を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a progress of a manufacturing process in manufacturing a lower electrode of a capacitor according to a conventional method.

【図7】 本発明の好ましい実施例によるキャパシタの
下位電極の製造における製造工程の進行を示す断面図で
ある。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a process of manufacturing a lower electrode of a capacitor according to a preferred embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の好ましい実施例によるキャパシタの
下位電極の製造における製造工程の進行を示す断面図で
ある。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a process of manufacturing a lower electrode of a capacitor according to a preferred embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の好ましい実施例によるキャパシタの
下位電極の製造における製造工程の進行を示す断面図で
ある。
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a process of manufacturing a lower electrode of a capacitor according to a preferred embodiment of the present invention.

【図10】本発明の好ましい実施例によるキャパシタの
下位電極の製造における製造工程の進行を示す断面図で
ある。
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a process of manufacturing a lower electrode of a capacitor according to a preferred embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30 半導体基板 32 フィールド酸化層 34 第1の誘電体層 35 シリコン窒化層 36 酸化層 38 コンタクト開口 40 第1の導電層 42 第1の半球粒状シリコン層 44 第2の誘電体層 46 スペーサ(第2の導電層) 48 第2の半球粒状シリコン層 Reference Signs List 30 semiconductor substrate 32 field oxide layer 34 first dielectric layer 35 silicon nitride layer 36 oxide layer 38 contact opening 40 first conductive layer 42 first hemispherical granular silicon layer 44 second dielectric layer 46 spacer (second 48 second hemispherical granular silicon layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−36322(JP,A) 特開 平8−306882(JP,A) 特開 平6−112430(JP,A) 特開 平5−129548(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 27/04 H01L 21/822 H01L 21/8242 H01L 27/108 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-9-36322 (JP, A) JP-A-8-306882 (JP, A) JP-A-6-112430 (JP, A) JP-A-5-302 129548 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H01L 27/04 H01L 21/822 H01L 21/8242 H01L 27/108

Claims (15)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板を提供する工程と、 前記基板上に第1の誘電体層を形成する工程と、 前記第1の誘電体層上にシリコン窒化層を形成する工程
と、 前記シリコン窒化層上に酸化層を形成する工程と、 前記酸化層、前記シリコン窒化層および前記第1の誘電
体層をパターニングして、半導体基板の特定領域を露出
させるコンタクト開口を形成する工程と、 第1の導電層を前記酸化層の上および前記コンタクト開
口の中に積層して、前記基板の前記特定領域との電気的
接続を形成する工程と、 前記第1の導電層上に第1の半球粒状シリコン層を形成
する工程と、 前記第1の半球粒状シリコン層に第2の誘電体層を形成
する工程と、 前記第2の誘電体層、前記第1の半球粒状シリコン層お
よび前記第1の導電層をパターニングして、前記酸化層
の部分を露出させる工程と、 前記第2の誘電体層、前記第1の導電層および前記酸化
層の上に第2の導電層を形成する工程と、 前記第2の導電層の上に第2の半球粒状シリコン層を形
成する工程と、 前記第2の導電層および前記第2の半球粒状シリコン層
の、前記酸化層および前記第2の誘電体層上に位置する
部分を除去して前記酸化層および前記第2の誘電体層を
露出させ、前記第2の導電層および前記第2の半球粒状
シリコン層の一部を前記第2の誘電体層および前記第1
の導電層に固着して残存させる工程と、 前記第2の誘電体層および前記酸化層を除去する工程と
を備えることを特徴とする、キャパシタの下位電極の形
成方法。
A step of providing a semiconductor substrate; a step of forming a first dielectric layer on the substrate; a step of forming a silicon nitride layer on the first dielectric layer; Forming an oxide layer on the layer; patterning the oxide layer, the silicon nitride layer and the first dielectric layer to form a contact opening exposing a specific region of the semiconductor substrate; Laminating a conductive layer on the oxide layer and in the contact opening to form an electrical connection with the specific region of the substrate; and forming a first hemispherical particle on the first conductive layer. A step of forming a silicon layer; a step of forming a second dielectric layer on the first hemispherical granular silicon layer; the second dielectric layer, the first hemispherical granular silicon layer, and the first Pattern the conductive layer Exposing a portion of the oxide layer; forming a second conductive layer on the second dielectric layer, the first conductive layer and the oxide layer; and forming a second conductive layer on the second conductive layer. Forming a second hemispherical granular silicon layer, and removing portions of the second conductive layer and the second hemispherical granular silicon layer located on the oxide layer and the second dielectric layer. Exposing the oxide layer and the second dielectric layer to remove the second conductive layer and a part of the second hemispherical granular silicon layer from the second dielectric layer and the first dielectric layer.
A method of forming a lower electrode of a capacitor, the method comprising: fixing the remaining dielectric layer to the conductive layer; and removing the second dielectric layer and the oxide layer.
【請求項2】 前記第1の導電層を形成する工程は、減
圧気相成長法を含むことを特徴とする請求項1に記載の
方法。
2. The method according to claim 1, wherein the step of forming the first conductive layer includes a low pressure chemical vapor deposition method.
【請求項3】 前記第2の導電層を形成する工程は、減
圧気相成長法を含むことを特徴とする請求項1に記載の
方法。
3. The method according to claim 1, wherein the step of forming the second conductive layer includes a low pressure chemical vapor deposition method.
【請求項4】 前記第1の半球粒状シリコン層を形成す
る工程は、減圧気相成長法を含むことを特徴とする請求
項1に記載の方法。
4. The method of claim 1, wherein forming the first hemispherical granular silicon layer comprises low pressure vapor deposition.
【請求項5】 前記第2の半球粒状シリコン層を形成す
る工程は、減圧気相成長法を含むことを特徴とする請求
項1に記載の方法。
5. The method of claim 1, wherein forming the second hemispherical granular silicon layer comprises low pressure vapor deposition.
【請求項6】 前記酸化層、前記第2の導電層および前
記第2の半球粒状シリコン層を除去する工程は、異方性
エッチング法を含むことを特徴とする請求項1に記載の
方法。
6. The method of claim 1, wherein removing the oxide layer, the second conductive layer, and the second hemispherical granular silicon layer comprises an anisotropic etching method.
【請求項7】 前記第2の誘電体層を除去する工程は、
フッ化水素酸溶液の使用を含むことを特徴とする請求項
1に記載の方法。
7. The step of removing the second dielectric layer,
The method of claim 1, comprising the use of a hydrofluoric acid solution.
【請求項8】 前記第2の誘電体層を除去する工程は、
気相フッ化水素の使用を含むことを特徴とする請求項1
に記載の方法。
8. The step of removing the second dielectric layer,
2. The method of claim 1, further comprising the use of gas-phase hydrogen fluoride.
The method described in.
【請求項9】 前記第2の誘電体層を除去する工程は、
反応性イオンエッチングの使用を含むことを特徴とする
請求項1に記載の方法。
9. The step of removing the second dielectric layer,
The method of claim 1, comprising the use of reactive ion etching.
【請求項10】 前記特定領域は、トランジスタのソー
ス/ドレイン領域であることを特徴とする請求項1に記
載の方法。
10. The method according to claim 1, wherein the specific region is a source / drain region of a transistor.
【請求項11】 前記第1の導電層を形成する工程は、
イオン注入されたポリシリコンの積層を含むことを特徴
とする請求項1に記載の方法。
11. The step of forming the first conductive layer,
The method of claim 1 including a stack of implanted polysilicon.
【請求項12】 前記第2の導電層を形成する工程は、
イオン注入されたポリシリコンの積層を含むことを特徴
とする請求項1に記載の方法。
12. The step of forming the second conductive layer,
The method of claim 1 including a stack of implanted polysilicon.
【請求項13】 前記第1の誘電体層を形成する工程
は、シリコン酸化物の積層を含むことを特徴とする請求
項1に記載の方法。
13. The method of claim 1, wherein forming the first dielectric layer comprises stacking silicon oxide.
【請求項14】 前記第2の誘電体層を形成する工程
は、ボロン・リン・シリケート・ガラスの積層を含むこ
とを特徴とする請求項1に記載の方法。
14. The method of claim 1, wherein forming the second dielectric layer comprises laminating a boron phosphorus silicate glass.
【請求項15】 前記酸化層を形成する工程は、ボロン
・リン・シリケート・ガラスの積層を含むことを特徴と
する請求項1に記載の方法。
15. The method of claim 1, wherein the step of forming an oxide layer comprises a stack of boron phosphorus silicate glass.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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KR0165499B1 (en) * 1995-01-26 1998-12-15 Samsung Electronics Co Ltd Capacitor fabrication method of semiconductor device
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