JP3201991B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

Info

Publication number
JP3201991B2
JP3201991B2 JP01739698A JP1739698A JP3201991B2 JP 3201991 B2 JP3201991 B2 JP 3201991B2 JP 01739698 A JP01739698 A JP 01739698A JP 1739698 A JP1739698 A JP 1739698A JP 3201991 B2 JP3201991 B2 JP 3201991B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
insulating film
semiconductor device
heat treatment
capacitor electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP01739698A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH10284480A (en
Inventor
豊和 藤居
孝俊 安井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Panasonic Corp, Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Panasonic Corp
Priority to JP01739698A priority Critical patent/JP3201991B2/en
Publication of JPH10284480A publication Critical patent/JPH10284480A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3201991B2 publication Critical patent/JP3201991B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

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、基板上に熱処理に
よって流動する特性を有する層間絶縁膜を備えた半導体
装置及びその製造方法に関し、特に、層間絶縁膜の上に
窒化膜を設けた場合における窒化膜の変形防止対策に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having an interlayer insulating film having a property of flowing on a substrate by heat treatment and a method of manufacturing the same, and more particularly to a semiconductor device having a nitride film provided on the interlayer insulating film. The present invention relates to measures for preventing deformation of a nitride film.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の半導体装置においては、高集積化
に伴い、半導体基板上に形成される配線層数も増加して
いる。そこで、第1の配線層の上に第1のBPSG膜を
形成し熱処理を行うことで第1のBPSG膜を平坦化し
た後、さらに第1のBPSG膜の上に第2の配線層およ
び第2のBPSG膜を形成し第2のBPSG膜を平坦化
することも行われる。この場合、第2のBPSGの熱処
理時に、第1のBPSG膜も流動して第2の配線層が移
動する等の不具合を生じる場合がある。これを防ぐ方法
として、第1のBPSG膜上にシリコン窒化膜を形成す
る方法が特開平5ー160276号公報に開示されてい
る。
2. Description of the Related Art In a conventional semiconductor device, the number of wiring layers formed on a semiconductor substrate is increasing with the increase in integration. Therefore, after forming the first BPSG film on the first wiring layer and performing heat treatment, the first BPSG film is planarized, and then the second wiring layer and the second BPSG film are formed on the first BPSG film. A second BPSG film is formed, and the second BPSG film is planarized. In this case, during the heat treatment of the second BPSG, there may be a problem that the first BPSG film also flows and the second wiring layer moves. As a method of preventing this, a method of forming a silicon nitride film on the first BPSG film is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-160276.

【0003】図16は、このような流動防止用のシリコ
ン窒化膜を設けた従来の半導体装置の例を示す断面図で
ある。図16に示すように、シリコン基板1の上に第1
の配線層であるトランジスタのゲート電極47が形成さ
れており、このゲート電極47上に第1の層間絶縁膜で
ある第1のBPSG膜48が形成され、その後、第1の
BPSG膜48の上に第2の配線層としてのポリサイド
配線49が形成されている。その後、第1のBPSG膜
48の流動防止と酸化防止のために、第1のBPSG膜
48の上に保護用のシリコン窒化膜50を形成した後、
シリコン窒化膜50の上に第2の層間絶縁膜である第2
のBPSG膜51が形成される。この方法は、第2のB
PSG膜51を平坦化するために水蒸気雰囲気下で熱処
理を行っても、シリコン窒化膜50により水蒸気を遮断
することにより、第1のBPSG膜48の流動を妨げ、
ポリサイド配線49の移動に起因する不良を防止しよう
とするものである。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing an example of a conventional semiconductor device provided with such a silicon nitride film for preventing flow. As shown in FIG. 16, the first
A gate electrode 47 of a transistor which is a wiring layer is formed, a first BPSG film 48 which is a first interlayer insulating film is formed on the gate electrode 47, and then a first BPSG film 48 is formed on the first BPSG film 48. A polycide wiring 49 is formed as a second wiring layer. Then, after a silicon nitride film 50 for protection is formed on the first BPSG film 48 in order to prevent flow and oxidation of the first BPSG film 48,
On the silicon nitride film 50, a second interlayer insulating film
Of the BPSG film 51 is formed. This method uses a second B
Even if heat treatment is performed in a water vapor atmosphere to planarize the PSG film 51, the flow of the first BPSG film 48 is prevented by blocking the water vapor by the silicon nitride film 50,
This is to prevent a defect caused by the movement of the polycide wiring 49.

【0004】また、スタック型DRAMセルの形成方法
においては、リフレッシュ特性や絶縁耐性等の要求特性
を総合的に満たす容量絶縁膜として、シリコン窒化酸化
膜を用いることが多い。また、容量電極の下地はBPS
G膜を用いて平坦化がなされている場合が多い。
In a method of forming a stacked DRAM cell, a silicon nitride oxide film is often used as a capacitance insulating film that satisfies required characteristics such as refresh characteristics and insulation resistance. The base of the capacitor electrode is BPS
In many cases, planarization is performed using a G film.

【0005】以下、図17を参照しながら、従来のスタ
ック型DRAMの構造を概略的に説明する。スタック型
DRAM構造では、図17に示すように、シリコン基板
1の上に、低温における熱処理により流動するBPSG
膜52と、シリコン基板1内の不純物拡散層に接続され
るコンタクト部53を含む容量電極54と、容量絶縁膜
として機能するシリコン窒化酸化膜55と、プレート電
極56とが設けられている。このような構造を有するも
のでは、BPSG膜52の一部の上に容量絶縁膜として
のシリコン窒化酸化膜55が存在することになる。
Hereinafter, the structure of a conventional stacked DRAM will be schematically described with reference to FIG. In the stacked DRAM structure, as shown in FIG. 17, BPSG flowing on the silicon substrate 1 by heat treatment at a low temperature is used.
A film 52, a capacitor electrode 54 including a contact portion 53 connected to an impurity diffusion layer in the silicon substrate 1, a silicon oxynitride film 55 functioning as a capacitor insulating film, and a plate electrode 56 are provided. In the structure having such a structure, the silicon oxynitride film 55 as a capacitance insulating film exists on a part of the BPSG film 52.

【0006】また、スタック型DRAM構造において、
容量電極の表面積を増大させるため円筒形容量電極を設
ける構造も提案されている。
In the stacked DRAM structure,
A structure in which a cylindrical capacitor electrode is provided to increase the surface area of the capacitor electrode has also been proposed.

【0007】その場合、図18に示すように、シリコン
基板1と、低温における熱処理により流動するBPSG
膜57と、ウエットエッチングストッパーとしてのシリ
コン窒化膜58と、コンタクト部59を含みシリコン基
板1内の不純物拡散層に接続される円筒形容量電極60
と、容量絶縁膜として機能するシリコン窒化酸化膜61
と、プレート電極62とを備えている。このような構造
を有するものにおいても、BPSG膜57の一部の上に
容量絶縁膜としてのシリコン窒化酸化膜61が存在する
ことになる。
In this case, as shown in FIG. 18, a silicon substrate 1 and BPSG flowing by heat treatment at a low temperature are used.
A film 57, a silicon nitride film 58 as a wet etching stopper, and a cylindrical capacitor electrode 60 including a contact portion 59 and connected to an impurity diffusion layer in the silicon substrate 1.
And a silicon oxynitride film 61 functioning as a capacitive insulating film
And a plate electrode 62. Even in the structure having such a structure, the silicon oxynitride film 61 as a capacitive insulating film exists on a part of the BPSG film 57.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の半導体装置においては、以下に述べるような問題が
ある。
However, the above-mentioned conventional semiconductor device has the following problems.

【0009】最近では、半導体装置の製造工程の低温下
の要請に伴い、BPSG膜の熱処理温度も低温化させる
必要が生じている。そこで、低温化しても従来と同じよ
うなフロー形状を得るため、BPSG膜中のボロンおよ
びリンの濃度を高くするようになされている。このよう
な高濃度のBPSG膜を用いるようになると、図17,
図18に示すシリコン窒化酸化膜55,61を形成する
ためにシリコン窒化膜を堆積し酸化を行う工程におい
て、図19(A)に示すように、第1のBPSG膜63
が容易に流動し、シリコン窒化膜64がシワ状になるこ
とがある。本発明の発明者は、このシワがメモリセルが
密集していない広い箇所において発生しやすく、さら
に、下地の第1のBPSG膜63に段差がある箇所にお
いて発生しやすい傾向にあることを実験により見つけだ
した。ただし、容量絶縁膜としてのシリコン窒化膜64
が薄いほどシワの発生は起こりやすいこともわかった。
Recently, the demand for lowering the heat treatment temperature of the BPSG film has arisen with the demand for lowering the temperature of the semiconductor device manufacturing process. Therefore, in order to obtain the same flow shape as before even when the temperature is lowered, the concentration of boron and phosphorus in the BPSG film is increased. When such a high-concentration BPSG film is used, FIG.
In the step of depositing and oxidizing the silicon nitride film to form the silicon oxynitride films 55 and 61 shown in FIG. 18, the first BPSG film 63 is formed as shown in FIG.
Flow easily, and the silicon nitride film 64 may be wrinkled. The inventor of the present invention has experimentally confirmed that the wrinkles tend to occur in a wide area where the memory cells are not densely packed, and that they tend to occur in a place where there is a step in the underlying first BPSG film 63. I found it. However, the silicon nitride film 64 as a capacitance insulating film
It was also found that wrinkling was more likely to occur as the thickness became thinner.

【0010】その原因を調べた結果、以下のような作用
によるものと推測された。一般に、BPSG膜などのシ
リコン酸化膜とシリコン窒化膜とは、熱膨張率や結晶学
的構造などが異なることから、両者を積層すると両者の
境界面には高い応力が生じることが知られている。現実
には、シリコン窒化膜は厚いBPSG膜によって引っ張
られている状態にある。したがって、BPSG膜が流動
すると、それまでシリコン窒化膜に作用していたBPS
G膜による引っ張り応力が解放されるので、シリコン窒
化膜は縮もうとする。その結果、シリコン窒化膜にシワ
やクラックが発生するものと思われる。
As a result of examining the cause, it was presumed to be due to the following effects. In general, it is known that a silicon oxide film such as a BPSG film and a silicon nitride film have different coefficients of thermal expansion, crystallographic structures, and the like. Therefore, it is known that when they are laminated, a high stress is generated at the interface between them. . In reality, the silicon nitride film is being pulled by the thick BPSG film. Therefore, when the BPSG film flows, the BPSG film which has been acting on the silicon nitride film until then is
Since the tensile stress by the G film is released, the silicon nitride film tries to shrink. As a result, it is considered that wrinkles and cracks occur in the silicon nitride film.

【0011】また、さらなる検討を行うと、シリコン窒
化膜が厚いとき、特に、図18に示す円筒形の容量電極
60を形成し、かつウエットエッチングストッパーとし
てのシリコン窒化膜58を用いる場合は、図19(B)
に示すように、シリコン窒化膜66にクラックが発生す
ることがある。
Further investigations show that when the silicon nitride film is thick, especially when the cylindrical capacitor electrode 60 shown in FIG. 18 is formed and the silicon nitride film 58 is used as a wet etching stopper, 19 (B)
As shown in FIG. 7, cracks may occur in the silicon nitride film 66.

【0012】また、図16に示すようなシリコン窒化膜
50を設けたものでも、第2のBPSG膜51を平坦化
するための熱処理工程において、部分的に第1のBPS
G膜48が流動化し、上述のようなシリコン窒化膜のシ
ワやクラックの発生が生じるおそれがあることがわかっ
た。これは、シリコン窒化膜51の存在によって水蒸気
の下方への通過が完全に遮られるのではなく、ある程度
の水蒸気等の気体がシリコン窒化膜を通過することによ
るものと推測される。
Further, even in the case where the silicon nitride film 50 as shown in FIG. 16 is provided, in the heat treatment step for planarizing the second BPSG film 51, the first BPSG film 51 is partially formed.
It has been found that the G film 48 may be fluidized and the wrinkles and cracks of the silicon nitride film may occur as described above. This is presumably because the presence of the silicon nitride film 51 does not completely block the passage of water vapor downward, but rather a certain amount of gas such as water vapor passes through the silicon nitride film.

【0013】しかるに、従来の技術では、熱処理により
平坦化する特性を有するBPSG膜等の層間絶縁膜を平
坦化した後の工程において半導体基板を高温状態に保持
せざるを得ないように各種の処理例えば上層の層間絶縁
膜の平坦化のための熱処理や熱酸化処理が行われる場
合、シリコン窒化膜のシワやクラック等を一部において
も生ぜしめないようにするのは困難である。
In the prior art, however, various processes are performed so that the semiconductor substrate must be kept at a high temperature in a process after the interlayer insulating film such as a BPSG film having the property of being flattened by heat treatment is flattened. For example, when heat treatment or thermal oxidation treatment for planarizing the upper interlayer insulating film is performed, it is difficult to prevent wrinkles, cracks, and the like of the silicon nitride film from being generated even in a part.

【0014】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、高濃度の不純物をドープしたBP
SG膜等を用いた場合に、後工程における高温保持を伴
う処理が必要な場合に、ある程度BPSG膜の流動が生
じてもシリコン窒化膜におけるシワあるいはクラックの
発生を防止しうる半導体装置およびその製造方法を提供
するものである。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a BP doped with a high concentration of impurities.
When an SG film or the like is used, a semiconductor device capable of preventing wrinkles or cracks in a silicon nitride film even when a flow of the BPSG film occurs to some extent when a process involving high-temperature holding in a later process is required, and manufacturing thereof It provides a method.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の半導体装
置は、半導体領域を有する基板と、上記半導体領域の上
に形成され、所定条件下における熱処理により流動する
特性を有する第1の絶縁膜と、上記第1の絶縁膜の上に
形成され、少なくとも窒化シリコンを含む膜、又は、シ
リコン窒化酸化膜のいずれかからなる第2の絶縁膜と、
上記第1の絶縁膜の上方に形成され、上記所定条件下に
おける熱処理により流動する特性を有する第3の絶縁膜
と、上記第1の絶縁膜と上記第2の絶縁膜との間に介設
され、上記熱処理による上記第2の絶縁膜の変形に抗す
る応力を上記第2の絶縁膜に与える機能を有する支持膜
とを備えている。
A first semiconductor device according to the present invention is provided.
The device is formed on a substrate having a semiconductor region, a first insulating film formed on the semiconductor region and having a characteristic of flowing by heat treatment under predetermined conditions, and formed on the first insulating film ; A film containing at least silicon nitride or silicon
A second insulating film made of any of a silicon nitride oxide film ;
It is formed above the first insulating film, and is formed under the predetermined condition.
Insulating film having the property of flowing due to heat treatment in the third insulating film
And an interposition between the first insulating film and the second insulating film.
And a supporting film having a function of giving a stress against the deformation of the second insulating film due to the heat treatment to the second insulating film.

【0016】これにより、半導体装置を形成する際に、
第2の絶縁膜を形成した後に、下方の第1の絶縁膜が所
定条件下における熱処理によって流動することがあって
も、支持膜によって第2の絶縁膜に変形に抗する応力が
与えられるので、第2の絶縁膜にシワやクラックが発生
しない。したがって、第2の絶縁膜のシワやクラックに
よる不良の発生を防止することができ、半導体装置の歩
留まりや信頼性が向上する。また、第1の絶縁膜の平坦
化を低温で行うことが可能になるので、半導体装置の性
能も向上する。
Thus, when a semiconductor device is formed,
Even after the second insulating film is formed, even if the lower first insulating film may flow due to heat treatment under predetermined conditions, a stress against deformation is given to the second insulating film by the support film. In addition, no wrinkles or cracks occur in the second insulating film. Therefore, occurrence of a defect due to wrinkles or cracks in the second insulating film can be prevented, and the yield and reliability of the semiconductor device are improved. In addition, since the first insulating film can be planarized at a low temperature, the performance of the semiconductor device can be improved.

【0017】しかも、第3の絶縁膜を流動化させるため
の第2の熱処理の際における第2の絶縁膜の変形を防止
することができる。
Further , it is possible to prevent the deformation of the second insulating film during the second heat treatment for fluidizing the third insulating film.

【0018】上記支持膜が、共通の投射平面上において
上記第2の絶縁膜の形成領域を含む領域を少なくとも占
めるようにパターニングされていることにより、支持膜
の形成領域を狭い範囲にとどめながら、第2の絶縁膜の
変形を防止することができる。
Since the support film is patterned so as to occupy at least a region including the formation region of the second insulating film on a common projection plane, the formation region of the support film is kept in a narrow range. Deformation of the second insulating film can be prevented.

【0019】本発明の第2の半導体装置は、半導体領域
上に形成されたゲート電極と、上記半導体領域内におけ
る上記ゲート電極の側方に位置する領域に形成された不
純物拡散層と、上記ゲート電極及び上記半導体領域の上
に形成された層間絶縁膜と、上記層間絶縁膜に形成され
た開口を埋めると共に上記層間絶縁膜の一部の上に延び
る容量電極と、上記容量電極と上記層間絶縁膜とに跨っ
て形成された容量絶縁膜と、上記容量絶縁膜を介して上
記容量電極に対向するように形成されたプレート電極と
を有するスタック型DRAMセルであって、上記半導体
領域を有する基板と、上記半導体領域の上に形成され、
所定条件下における熱処理により流動する特性を有する
第1の絶縁膜と、上記第1の絶縁膜の上に形成され、少
なくとも窒化シリコンを含む膜又はシリコン窒化酸化膜
のいずれかからなる第2の絶縁膜と、上記第1の絶縁膜
と上記第2の絶縁膜との間に介設され、上記熱処理によ
る上記第2の絶縁膜の変形に抗する応力を上記第2の絶
縁膜に与える機能を有する支持膜とを備え、上記第1の
絶縁膜は、上記層間絶縁膜であり、上記第2の絶縁膜
は、上記容量絶縁膜であり、上記支持膜は、上記層間絶
縁膜と上記容量絶縁膜との間に介設された絶縁膜であ
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a gate electrode formed on a semiconductor region; and an impurity diffusion layer formed in a region of the semiconductor region located on a side of the gate electrode. An interlayer insulating film formed on the gate electrode and the semiconductor region; a capacitor electrode that fills an opening formed in the interlayer insulating film and extends over a part of the interlayer insulating film; the interlayer and the capacitor insulating film formed over the insulating film, a stacked DRAM cell and a plate electrode formed so as to face the capacitor electrodes through the capacitor insulating film and said semiconductor
A substrate having a region, formed on the semiconductor region,
Has the property of flowing due to heat treatment under specified conditions
A first insulating film, formed on the first insulating film;
At least a film containing silicon nitride or a silicon oxynitride film
A second insulating film made of any one of the above, and the first insulating film
Between the first insulating film and the second insulating film.
Stress against the deformation of the second insulating film,
A support film having a function of providing an edge film, wherein the first insulating film is the interlayer insulating film, the second insulating film is the capacitor insulating film, and the support film is the interlayer insulating film. An insulating film interposed between the insulating film and the capacitor insulating film.

【0020】これにより、スタック型DRAMセルにお
いて第1の半導体装置の作用が得られるので、容量絶縁
膜におけるシワやクラックのない性能及び信頼性の高い
スタック型DRAMセルが得られる。
As a result, the function of the first semiconductor device can be obtained in the stacked DRAM cell, so that a stacked DRAM cell having high performance without wrinkles and cracks in the capacitance insulating film and high reliability can be obtained.

【0021】上記容量電極が円筒形容量電極である場合
には、上記支持膜の上で上記容量電極及び容量絶縁膜の
下方に亘って介設され、円筒形容量電極の形成時におけ
るエッチングストッパー膜をさらに備えることにより、
容量絶縁膜におけるシワやクラックの発生のない性能及
び信頼性の高い円筒形スタック型DRAMセルを得るこ
とができる。
In the case where the capacitor electrode is a cylindrical capacitor electrode, the capacitor electrode is interposed below the capacitor electrode and the capacitor insulating film on the support film to form an etching stopper film when the cylindrical capacitor electrode is formed. more and this further comprising a,
It is possible to obtain a cylindrical stack type DRAM cell having high performance and high reliability without wrinkles and cracks in the capacitance insulating film.

【0022】上記円筒形容量電極の円筒部の下面と上記
エッチングストッパー膜の上面とを離れさせておいて、
上記容量絶縁膜を、上記円筒形容量電極と上記エッチン
グストッパー膜との表面に沿って形成しておくことに
り、容量絶縁膜の総面積が広くなるので、絶縁耐圧を低
下させることなくリフレッシュ特性の良好な円筒形スタ
ック型DRAMセルが得られる。
The lower surface of the cylindrical portion of the cylindrical capacitor electrode is separated from the upper surface of the etching stopper film,
The capacitor insulating film, is formed along the surface between the cylindrical capacitor electrode and the etching stopper film Ri by <br/> in the Okuko, since the total area of the capacitor insulating film becomes wider, the dielectric breakdown voltage A cylindrical stacked DRAM cell having a good refresh characteristic can be obtained without lowering.

【0023】上記エッチングストッパー膜は、シリコン
窒化膜であることにより、シリコン窒化膜がポリシリコ
ン膜及びシリコン酸化膜の双方に対してエッチング選択
比が大きいことを利用して、製造が容易で低コストの半
導体装置を得ることができる。
[0023] The etching stopper film is more that it is a silicon nitride film, a silicon nitride film by utilizing the etching selectivity with respect to both the polysilicon film and the silicon oxide film is large, low is easy to manufacture A semiconductor device with low cost can be obtained.

【0024】上記容量電極を円筒形容量電極とし、上記
支持膜を、TEOS膜により構成して、円筒形容量電極
の形成時におけるエッチングストッパー膜として機能さ
せることにより、TEOS膜がポリシリコン膜及びBP
SG膜の双方に対してエッチング選択比が大きいことを
利用して、製造が容易で低コストの半導体装置を得るこ
とができる。
[0024] and the capacitor electrode a cylindrical capacitor electrode, the supporting film, constituted by a TEOS film, and more and this function as an etching stopper film when forming a cylindrical capacitor electrode, a TEOS film is a polysilicon film And BP
By utilizing the fact that the etching selectivity is high with respect to both of the SG films, a semiconductor device which is easy to manufacture and can be manufactured at low cost can be obtained.

【0025】上記支持膜をシリコン酸化膜により構成す
ることにより、シリコン酸化膜の形成が容易なこと、半
導体装置の特性に悪影響を与えないことなどを利用し
て、性能及び信頼性の高い半導体装置を安価に得ること
ができる。
[0025] More and child composed of silicon oxide film the supporting film, it easy to form a silicon oxide film, by using, for example it does not adversely affect the properties of the semiconductor device, a high performance and reliability A semiconductor device can be obtained at low cost.

【0026】上記第2の絶縁膜をシリコン窒化酸化膜に
より構成することにより、半導体装置の製造の際に、第
2の絶縁膜を構成するシリコン窒化膜を酸化してシリコ
ン窒化酸化膜を形成するような処理を行っても第2の絶
縁膜にシワ等が発生することがないので、半導体装置全
体としての平坦度が良好でかつ性能及び信頼性の高い半
導体装置が得られる。特に、DRAMセルの容量絶縁膜
をシリコン窒化酸化膜で構成することによって、プレー
ト電極となじみのよい誘電特性の良好な容量絶縁膜が得
られるので、半導体装置の性能が向上する。
[0026] More and child composed of the second insulating film a silicon nitride oxide film, in the manufacture of semiconductor devices, a silicon nitride film by oxidizing the silicon nitride oxide film constituting the second insulating film Since wrinkles and the like do not occur in the second insulating film even when the formation process is performed, a semiconductor device with good flatness and high performance and reliability as a whole semiconductor device can be obtained. In particular, when the capacitor insulating film of the DRAM cell is formed of a silicon nitride oxide film, a capacitor insulating film having good dielectric properties and good compatibility with the plate electrode can be obtained, so that the performance of the semiconductor device is improved.

【0027】本発明の第3の半導体装置は、半導体領域
上に形成されたゲート電極と、上記半導体領域内におけ
る上記ゲート電極の側方に位置する領域に形成された不
純物拡散層と、上記ゲート電極及び上記半導体領域の上
に形成された層間絶縁膜と、上記層間絶縁膜に形成され
た開口を埋めると共に上記層間絶縁膜の一部の上に延び
る容量電極と、上記容量電極と上記層間絶縁膜とに跨っ
て形成された容量絶縁膜と、上記容量絶縁膜を介して上
記容量電極に対向するように形成されたプレート電極と
を有するスタック型DRAMセルであって、上記半導体
領域を有する基板と、上記半導体領域の上に形成され、
所定条件下における熱処理により流動する特性を有する
第1の絶縁膜と、上記第1の絶縁膜の上に形成され、少
なくとも窒化シリコンを含む膜又はシリコン窒化酸化膜
のいずれかからなる第2の絶縁膜と、上記第2の絶縁膜
の上に形成され、上記熱処理による上記第2の絶縁膜の
変形に抗する応力を上記第2の絶縁膜に与える機能を有
する支持膜と、上記第1の絶縁膜の上方に形成され、上
記所定条件における熱処理により流動する特性を有する
第3の絶縁膜とを備え、上記支持膜は、共通の投射平面
上において上記第2の絶縁膜の形成領域を含む領域を少
なくとも占めるようにパターニングされており、パター
ニングされた上記支持膜の下方以外の領域には上記第2
の絶縁膜が存在しておらず、上記第1の絶縁膜は、上記
層間絶縁膜であり、上記第2の絶縁膜は、上記容量絶縁
膜であり、上記支持膜は上記プレート電極である。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a gate electrode formed on a semiconductor region; and an impurity diffusion layer formed in a region of the semiconductor region which is located on a side of the gate electrode. An interlayer insulating film formed on the gate electrode and the semiconductor region; a capacitor electrode that fills an opening formed in the interlayer insulating film and extends over a part of the interlayer insulating film; the interlayer and the capacitor insulating film formed over the insulating film, a stacked DRAM cell and a plate electrode formed so as to face the capacitor electrodes through the capacitor insulating film and said semiconductor
A substrate having a region, formed on the semiconductor region,
Has the property of flowing due to heat treatment under specified conditions
A first insulating film, formed on the first insulating film;
At least a film containing silicon nitride or a silicon oxynitride film
A second insulating film made of any one of the above, and the second insulating film
On the second insulating film formed by the heat treatment.
It has a function of applying a stress against deformation to the second insulating film.
And a supporting film formed above the first insulating film.
Has the property of flowing due to heat treatment under the specified conditions
A third insulating film, wherein the supporting film has a common projection plane.
The region including the region where the second insulating film is formed is reduced
It is patterned so that it occupies at least
The area other than below the coated support film is the second
Is not present, the first insulating film is the interlayer insulating film, the second insulating film is the capacitive insulating film, and the support film is the plate electrode.

【0028】これにより、別途支持膜を設けなくても、
プレート電極によって、熱処理時における容量絶縁膜の
変形を防止することができる構造となる。
Thus, even if a support film is not separately provided,
The plate electrode has a structure capable of preventing deformation of the capacitor insulating film during heat treatment.

【0029】上記容量絶縁膜は、シリコン窒化膜を酸化
して形成されるシリコン窒化酸化膜により構成されてお
り、上記層間絶縁膜は、上記シリコン窒化酸化膜を酸化
する際の熱処理によっては流動しない特性を有すること
が好ましい。
[0029] The capacitive insulating film is formed of a silicon nitride oxide film formed by oxidizing the silicon nitride film, the interlayer insulating film does not flow by a heat treatment at the time of oxidizing the silicon nitride oxide film Preferably, it has properties.

【0030】上記第1の絶縁膜をBPSG膜により構成
することにより、BPSG膜が低温で流動する特性を有
することを利用して、より平坦度の良好な第1の絶縁膜
を有する性能及び信頼性の高い半導体装置が得られる。
The performance with the first insulating film more and configuration child by BPSG film, BPSG film by utilizing the fact that have the property of flowing at low temperatures, more flatness good first insulating film And a highly reliable semiconductor device can be obtained.

【0031】本発明の第1の半導体装置の製造方法は、
半導体基板上に、所定条件下における熱処理により流動
する特性を有する第1の絶縁膜を堆積する第1の工程
と、上記所定条件下における第1の熱処理を行なって、
上記第1の絶縁膜を流動させて平坦化する第2の工程
と、上記第1の絶縁膜の上に、上記所定条件下における
熱処理によっては流動しない特性を有する支持膜を形成
する第3の工程と上記支持膜の上に、窒化シリコンを
含む膜、又は、シリコン窒化酸化膜のいずれかからなる
第2の絶縁膜を形成する第4の工程と、上記第2の絶縁
膜の上に、上記所定条件下における熱処理により流動す
る特性を有する第3の絶縁膜を堆積する第5の工程と、
上記所定条件下における第2の熱処理を行なって、上記
第3の絶縁膜を流動させて平坦化させる第6の工程とを
備え、上記第6の工程では、上記支持膜により、上記第
2の絶縁膜の変形に抗する応力を上記第2の絶縁膜に与
える方法である。
The first method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises:
Performing a first step of depositing a first insulating film having a property of flowing on a semiconductor substrate by heat treatment under predetermined conditions and a first heat treatment under the predetermined conditions;
A second step of flattening by flowing the first insulating film, over the first insulating film, the third forming the support film having a characteristic that does not flow by heat treatment in the predetermined conditions Process and silicon nitride on the support film.
Or a silicon nitride oxide film
A fourth step of forming a second insulating film;
A fifth step of depositing a third insulating film having a property of flowing by heat treatment under the above predetermined conditions on the film ;
Performing a second heat treatment under the predetermined condition to flow and planarize the third insulating film. In the sixth step, the second film is formed by the support film by the second film. In this method, a stress against deformation of the insulating film is applied to the second insulating film.

【0032】この方法により、所定条件下の熱処理が行
われる際に、第1の絶縁膜が少なくとも一部で流動する
と、窒化シリコン膜又はシリコン窒化酸化膜を含む第2
の絶縁膜にそれまで作用していた応力が解放されること
により、第2の絶縁膜が変形しようとする。その際、支
持膜によって第2の絶縁膜が変形しようとするのに抗す
る応力が与えられるので、第2の絶縁膜にシワやクラッ
クが発生することがない。したがって、性能及び信頼性
の高い半導体装置を形成することができる。
According to this method, when the first insulating film flows at least partially during the heat treatment under the predetermined condition, the second insulating film including the silicon nitride film or the silicon nitride oxide film is formed .
When the stress that has been acting on the first insulating film is released, the second insulating film attempts to deform. At this time, since a stress against the deformation of the second insulating film is applied by the support film, wrinkles and cracks do not occur in the second insulating film. Therefore, a semiconductor device with high performance and high reliability can be formed.

【0033】上記第4の工程の後で上記第5の工程の前
に、上記支持膜が共通の投射平面上において上記第2の
絶縁膜の形成領域を含む領域を少なくとも占めるよう
に、上記第2の絶縁膜と上記支持膜とをパターニングす
る工程をさらに備えることができる。
After the fourth step and before the fifth step, the support film is formed so as to occupy at least a region including a formation region of the second insulating film on a common projection plane. The method may further include a step of patterning the second insulating film and the support film.

【0034】この方法により、第2の絶縁膜が存在する
部分には必ず支持膜も存在していることになるので、製
造工程中における第2の絶縁膜の変形が確実に防止され
ることになる。
According to this method, since the supporting film always exists in the portion where the second insulating film exists, the deformation of the second insulating film during the manufacturing process can be surely prevented. Become.

【0035】上記第4の工程における上記第2の絶縁膜
の形成工程では、上記支持膜の上に窒化シリコン膜を形
成した後、上記所定条件下における第3の熱処理を行な
って、上記窒化シリコン膜の表面を酸化してシリコン窒
化酸化膜を形成する工程をさらに備え、上記第3の熱処
理を行なう工程では、上記支持膜により、上記第2の絶
縁膜の変形に抗する応力を上記第2の絶縁膜に与えるこ
とができる。
The second insulating film in the fourth step
In the forming process, a silicon nitride film is formed on the support film.
After form, perform the third heat treatment in the given conditions, to oxidize the surface of the silicon nitride film further comprises a step of forming a silicon nitride oxide film, in the step of performing the third heat treatment, the With the support film, a stress against the deformation of the second insulating film can be applied to the second insulating film.

【0036】この方法により、第3の絶縁膜を平坦化さ
せる工程で所定条件下の熱処理が行われる際にも、上述
の支持膜の機能によって第2の絶縁膜にシワやクラック
が発生することがない。したがって、性能及び信頼性の
高い半導体装置を形成することができる。
According to this method, even when a heat treatment is performed under predetermined conditions in the step of flattening the third insulating film, wrinkles and cracks are generated in the second insulating film by the function of the above-mentioned supporting film. There is no. Therefore, a semiconductor device with high performance and high reliability can be formed.

【0037】本発明の第2の半導体装置の製造方法は、
スタック型DRAMセルとして機能する半導体装置の製
造方法であって、半導体基板上に、所定条件下における
熱処理により流動する特性を有する第1の絶縁膜を堆積
する第1の工程と、上記所定条件下における第1の熱処
理を行なって、上記第1の絶縁膜を流動させて平坦化す
る第2の工程と、上記第1の絶縁膜の上に、窒化シリコ
ンを含む膜、又は、シリコン窒化酸化膜のいずれかから
なる第2の絶縁膜を形成する第3の工程と、上記第2の
絶縁膜上に、上記所定条件下における熱処理によっては
流動しない特性 を有する支持膜を形成する第4の工程
と、上記第4の工程の後に、基板上に、上記所定条件下
における熱処理により流動する特性を有する第3の絶縁
膜を堆積する第5の工程と、上記所定条件下における第
2の熱処理を行なって、上記第3の絶縁膜を流動させて
平坦化させる第6の工程と、上記第4の工程の後で上記
第5の工程の前に、上記支持膜が共通の投射平面上にお
いて上記第2の絶縁膜の形成領域を含む領域を少なくと
も占めるように、上記第2の絶縁膜と上記支持膜とを同
時にパターニングして、上記第2の絶縁膜からなる容量
絶縁膜と上記支持膜からなるプレート電極を形成する工
程を有し、上記パターニング工程では、パターニングさ
れた上記プレート電極の下方以外の領域には上記第2の
絶縁膜が存在しないように上記第2の絶縁膜が除去され
ており、上記第6の工程では、上記プレート電極によ
り、上記容量絶縁膜の変形に抗する応力を上記容量絶縁
膜に与える方法である。
According to a second method of manufacturing a semiconductor device of the present invention,
Manufacturing of semiconductor devices that function as stacked DRAM cells
Manufacturing method, on a semiconductor substrate, under predetermined conditions
Depositing a first insulating film having a property of flowing by heat treatment
A first heat treatment under the predetermined conditions.
The first insulating film is flowed and planarized by
A second process, and a silicon nitride film on the first insulating film.
Film containing silicon or silicon oxynitride film
A third step of forming a second insulating film,
Depending on the heat treatment under the above predetermined conditions,
Fourth Step of Forming Support Film Having Non-Flowing Characteristics
After the fourth step, on the substrate under the predetermined condition
Insulation having characteristics of flowing by heat treatment in
A fifth step of depositing a film;
Heat treatment 2 to flow the third insulating film,
After the sixth step of flattening and the fourth step,
Before the fifth step, the supporting film is placed on a common projection plane.
And at least a region including a region where the second insulating film is formed is reduced.
So that the second insulating film and the supporting film are the same.
Sometimes, the capacitor is patterned by the second insulating film.
Forming a plate electrode consisting of an insulating film and the above supporting film
In the patterning step, the patterned
In the area other than below the plate electrode, the second
The second insulating film is removed so that the insulating film does not exist.
In the sixth step, the plate electrode
The stress against the deformation of the capacitive insulating film
This is a method of giving a film.

【0038】本発明の第3の半導体装置の製造方法は、
タック型DRAMセルとして機能する半導体装置の製
造方法であって、不純物拡散層を有する半導体基板の上
に、所定条件下における熱処理により流動する特性を有
する第1の絶縁膜を堆積する第1の工程と、上記所定条
件下における第1の熱処理を行なって、上記第1の絶縁
膜を流動させて平坦化する第2の工程と、上記第2の工
程の後に、上記所定条件下における熱処理により流動し
ない特性を有する支持膜を形成する第3の工程と、上記
支持膜及び第1の絶縁膜に、上記不純物拡散層に到達す
るコンタクトホールを形成する第4の工程と、上記コン
タクトホールを含む基板上に、第1の容量電極用導体膜
を堆積する第5の工程と、上記第1の容量電極用導体膜
をパターニングして、上記不純物拡散層に接続される容
量電極を形成する第6の工程と、上記第6の工程の後
に、上記容量電極の面上及び上記支持膜の露出している
面上に沿って、シリコン窒化膜からなる第2の絶縁膜を
堆積する第7の工程と、上記第7の工程の後に、上記所
定条件下における第2の熱処理を行なうことにより、上
記第2の絶縁膜の表面を酸化してシリコン窒化酸化膜か
らなる容量絶縁膜を形成する第8の工程と、上記第8の
工程の後に、基板上にプレート電極用導体膜を形成する
第9の工程とを備え、上記第8の工程では、上記支持膜
により、上記第2の熱処理による上記第2の絶縁膜の変
形に抗する応力を上記第2の絶縁膜に与える方法であ
る。
According to a third method of manufacturing a semiconductor device of the present invention ,
A method of manufacturing a semiconductor device that functions as a stack-type DRAM cell, on a semiconductor substrate having an impurity diffusion layer, a first depositing a first insulating film having the property of flowing through the heat treatment in predetermined conditions A step of performing a first heat treatment under the above-described predetermined conditions to flow and planarize the first insulating film, and a heat treatment under the above-mentioned predetermined conditions after the second step. A third step of forming a support film having a property of not flowing, a fourth step of forming a contact hole reaching the impurity diffusion layer in the support film and the first insulating film, and including the contact hole A fifth step of depositing a first capacitor electrode conductor film on a substrate, and patterning the first capacitor electrode conductor film to form a capacitor electrode connected to the impurity diffusion layer; Step 7 and after the sixth step, depositing a second insulating film made of a silicon nitride film along the surface of the capacitor electrode and the exposed surface of the support film. Performing a second heat treatment under the predetermined condition after the step and the seventh step, thereby oxidizing a surface of the second insulating film to form a capacitive insulating film made of a silicon nitride oxide film. And a ninth step of forming a plate electrode conductive film on the substrate after the eighth step. In the eighth step, the second heat treatment is performed by the second heat treatment using the support film. In this method, a stress against the deformation of the second insulating film is applied to the second insulating film.

【0039】この方法により、スタック型DRAMセル
の容量絶縁膜を構成するシリコン窒化酸化膜を形成する
工程で、シリコン窒化膜を熱酸化する際に第1の絶縁膜
が流動するおそれがあるが、その時点ではシリコン窒化
膜と第1の絶縁膜との間に支持膜が介在しているので、
シリコン窒化膜にシワやクラックが発生することがな
い。したがって、メモリ特性が良好で信頼性の高いスタ
ック型DRAMセルを形成することができる。
According to this method, there is a possibility that the first insulating film flows when the silicon nitride film is thermally oxidized in the step of forming the silicon nitride oxide film constituting the capacitive insulating film of the stacked DRAM cell. At that time, since the support film is interposed between the silicon nitride film and the first insulating film,
No wrinkles or cracks occur in the silicon nitride film. Therefore, a highly reliable stacked DRAM cell having good memory characteristics can be formed.

【0040】上記第9の工程の後に、基板上に、上記所
定条件下における熱処理により流動する特性を有する第
3の絶縁膜を形成する工程と、続いて、上記所定条件下
における第3の熱処理を行なって、上記第3の絶縁膜を
流動化して平坦化する工程とをさらに備え、上記平坦化
工程では、上記支持膜により、上記第3の熱処理による
上記第2の絶縁膜の変形に抗する応力を上記第2の絶縁
膜に与えることにより、第3の絶縁膜を流動化させる際
においても、容量絶縁膜の変形を確実に防止することが
できる。
After the ninth step, a step of forming a third insulating film having a property of flowing on the substrate by the heat treatment under the above-mentioned predetermined condition, and then, a third heat treatment under the above-mentioned predetermined condition And flattening the third insulating film by fluidizing the third insulating film. In the flattening step, the supporting film prevents the second insulating film from being deformed by the third heat treatment. the stress more and this given to the second insulating film, even when the fluidizing the third insulating film, it is possible to reliably prevent deformation of the capacitor insulating film.

【0041】上記第3の工程では、TEOS膜からなる
支持膜を形成し、上記第5の工程の後で上記第6の工程
の前に、上記第1の容量電極用導体膜の上にBPSG膜
からなる円筒形容量電極の核を形成する工程と、続い
て、上記円筒形容量電極の核上を含む基板上に、第2の
容量電極用導体膜を形成する工程とをさらに備え、上記
第6の工程では、上記第1及び第2の容量電極用導体膜
をパターニングして、上記第1及び第2の容量電極用導
体膜からなる円筒形容量電極を形成し、上記第6の工程
の後で上記第7の工程の前に、エッチングにより上記円
筒形容量電極の核を除去する工程をさらに備え、上記支
持膜を、上記第6の工程と上記円筒形容量電極の核を除
去する工程とにおけるエッチングストッパー膜として機
能させることにより、TEOS膜がポリシリコン膜やB
PSG膜に対してエッチング選択比が高いことを利用し
て、別途エッチングストッパー専用の膜を形成する工程
を設けなくても、円筒形容量電極を形成しながら、所定
条件下における熱処理による容量絶縁膜の変形を防止す
ることができる。
In the third step, a support film made of a TEOS film is formed, and after the fifth step and before the sixth step, a BPSG film is formed on the first capacitor electrode conductor film. Forming a core of a cylindrical capacitor electrode made of a film, and subsequently forming a second conductive film for a capacitor electrode on a substrate including on the core of the cylindrical capacitor electrode, In a sixth step, the first and second conductive films for a capacitor electrode are patterned to form a cylindrical capacitor electrode composed of the first and second conductive films for a capacitor electrode. After the step (c) and before the seventh step, the method further comprises the step of removing the nucleus of the cylindrical capacity electrode by etching, and removing the support film from the sixth step and the nucleus of the cylindrical capacity electrode. more and this function as an etching stopper film in a step TEOS film is a polysilicon film and B
Utilizing the fact that the etching selectivity with respect to the PSG film is high, the capacitance insulating film formed by the heat treatment under a predetermined condition can be formed while forming the cylindrical capacitance electrode without providing a step of separately forming a film dedicated to the etching stopper. Can be prevented from being deformed.

【0042】上記第3の工程の後で上記第4の工程の前
に、上記支持膜の上に間隙形成用膜を形成する工程をさ
らに備え、上記第4の工程では、上記間隙形成用膜をも
貫通するように上記コンタクトホールを形成し、上記円
筒形容量電極の核を除去する工程では、上記間隙形成用
膜をも除去して、上記円筒形容量電極のうち上記間隙形
成用膜に接していた面を露出させ、上記第7の工程で
は、上記円筒形容量電極の露出している面上と上記支持
膜の露出している面上とに沿って上記第2の絶縁膜を堆
積することにより、絶縁耐圧を低下させることなく、記
憶保持時間が長くてリフレッシュ特性等の良好な円筒形
スタック型DRAMセルを形成することができる。
After the third step and before the fourth step, a step of forming a gap-forming film on the support film is further provided. In the fourth step, the gap-forming film is formed. In the step of removing the nucleus of the cylindrical capacitor electrode, the contact hole is also formed so as to penetrate the cylindrical capacitor electrode, and the gap forming film is also removed to form the gap forming film in the cylindrical capacitor electrode. The contacted surface is exposed, and in the seventh step, the second insulating film is deposited along the exposed surface of the cylindrical capacitor electrode and the exposed surface of the support film. more and child, insulation without reducing the breakdown voltage, with long retention time it is possible to form a good cylindrical stacked DRAM cell, such as a refresh characteristics.

【0043】上記第2の工程の後で上記第3の工程の前
に、基板上に、上記第1の絶縁膜に対するエッチング選
択比の高いエッジ保持用絶縁膜を堆積する工程をさらに
備え、上記第3の工程では、上記エッジ保持用絶縁膜を
も貫通するように上記コンタクトホールを形成するこ
より、コンタクトホールを形成する工程において、コ
ンタクトホールのエッジが崩れてコンタクトホールのサ
イズが拡大してしまうのを確実に防止することができ
る。
After the second step and before the third step, the method further comprises the step of depositing an edge-holding insulating film having a high etching selectivity with respect to the first insulating film on the substrate. in a third step, the child form the contact hole to also penetrate the edge retaining insulating film
More, in the step of forming a contact hole, it is possible to reliably prevent the size of the contact hole will be enlarged broken edge of the contact hole.

【0044】本発明の第4の半導体装置の製造方法は、
筒スタック型DRAMセルとして機能する半導体装置
の製造方法であって、不純物拡散層を有する半導体基板
の上に、所定条件下における熱処理により流動する特性
を有する第1の絶縁膜を堆積する第1の工程と、上記所
定条件下における第1の熱処理を行なって、上記第1の
絶縁膜を流動させて平坦化する第2の工程と、上記第2
の工程の後に、上記所定条件下における熱処理により流
動しない特性を有する支持膜を形成する第3の工程と、
上記支持膜の上に、円筒形容量電極形成時のエッチング
ストッパー膜を形成する第4の工程と、上記エッチング
ストッパー膜,支持膜及び第1の絶縁膜に、上記不純物
拡散層に到達するコンタクトホールを形成する第5の工
程と、上記コンタクトホールを含む基板上に、第1の容
量電極用導体膜を堆積する第6の工程と、上記第6の工
程の後に、上記第1の容量電極用導体膜の上に円筒形容
量電極の核を形成する第7の工程と、上記第7の工程の
後に、上記円筒形容量電極の核上を含む基板上に、第2
の容量電極用導体膜を形成する第8の工程と、上記第1
及び第2の容量電極用導体膜をパターニングして、上記
第1及び第2の容量電極用導体膜からなる円筒形容量電
極を形成する第9の工程と、上記第9の工程の後に、エ
ッチングにより上記円筒形容量電極の核を除去する第1
0の工程と、上記第10の工程の後に、上記円筒形容量
電極の面上及び上記支持膜の露出している面上に沿っ
て、シリコン窒化膜からなる第2の絶縁膜を堆積する第
11の工程と、上記第11の工程の後に、上記所定条件
下における第2の熱処理を行なうことにより、上記第2
の絶縁膜の表面を酸化してシリコン窒化酸化膜からなる
容量絶縁膜を形成する第12の工程と、上記第12の工
程の後に、基板上にプレート電極用導体膜を形成する第
13の工程とを備え、上記第12の工程では、上記支持
膜により、上記第2の熱処理による上記第2の絶縁膜及
び上記エッチングストッパー膜の変形に抗する応力を両
者に与える方法である。
According to a fourth method of manufacturing a semiconductor device of the present invention ,
A method of manufacturing a semiconductor device that functions as a circularly cylindrical stack DRAM cells, on a semiconductor substrate having an impurity diffusion layer, the depositing a first insulating film having the property of flowing through the heat treatment in predetermined conditions 1 Performing a first heat treatment under the predetermined conditions to flow the first insulating film and planarize the first insulating film;
A third step of forming a support film having a property of not flowing due to heat treatment under the above-mentioned predetermined conditions after the step of;
A fourth step of forming an etching stopper film at the time of forming the cylindrical capacitor electrode on the support film; and a contact hole reaching the impurity diffusion layer in the etching stopper film, the support film, and the first insulating film. Forming a first conductive film for a capacitor electrode on the substrate including the contact hole, and forming the first conductive film for the first capacitor electrode after the sixth process. A seventh step of forming a core of the cylindrical capacitor electrode on the conductive film; and after the seventh step, a second step is performed on a substrate including the core of the cylindrical capacitor electrode.
An eighth step of forming the capacitor electrode conductive film,
A ninth step of patterning the second conductive film for a capacitor electrode and the second conductive film for a capacitor electrode to form a cylindrical capacitor electrode composed of the first and second conductive films for a capacitor electrode; and etching after the ninth step. To remove the core of the cylindrical capacitor electrode
After the step 0 and the tenth step, a second insulating film made of a silicon nitride film is deposited along the surface of the cylindrical capacitor electrode and the exposed surface of the support film. After the eleventh step and the eleventh step, a second heat treatment is performed under the above-mentioned predetermined condition, whereby the second heat treatment is performed.
A twelfth step of oxidizing the surface of the insulating film to form a capacitive insulating film made of a silicon oxynitride film, and a thirteenth step of forming a plate electrode conductor film on the substrate after the twelfth step The twelfth step is a method in which the supporting film applies a stress against both the deformation of the second insulating film and the etching stopper film by the second heat treatment to the both.

【0045】この方法により、円筒スタック型DRAM
セルの容量絶縁膜を構成するシリコン窒化酸化膜を形成
する工程で、上述の第2の半導体装置の製造方法と同じ
作用によって、エッチングストッパー膜や容量絶縁膜と
なるシリコン窒化膜にシワやクラックが発生することが
ない。したがって、エッチングストッパー膜の存在によ
って、円筒形容量電極を容易に形成することができ、メ
モリ特性が良好で信頼性の高い円筒スタック型DRAM
セルを形成することができる。
According to this method, a cylindrical stack type DRAM is used.
In the step of forming the silicon oxynitride film forming the capacitor insulating film of the cell, wrinkles and cracks are formed in the silicon nitride film serving as the etching stopper film and the capacitor insulating film by the same operation as the above-described method for manufacturing the second semiconductor device. Does not occur. Therefore, the cylindrical capacitor electrode can be easily formed due to the presence of the etching stopper film, and the cylindrical stack type DRAM having good memory characteristics and high reliability is provided.
Cells can be formed.

【0046】上記第13の工程の後に、基板上に、上記
所定条件下における熱処理により流動する特性を有する
第3の絶縁膜を形成する工程と、続いて、上記所定条件
下における第3の熱処理を行なって、上記第3の絶縁膜
を流動化して平坦化する工程とをさらに備え、上記第3
の絶縁膜を平坦化する工程では、上記支持膜により、上
記第3の熱処理による上記第2の絶縁膜及び上記エッチ
ングストッパー膜の変形に抗する応力を両者に与えるこ
とができる。
After the thirteenth step, a step of forming a third insulating film having a property of flowing on the substrate by the heat treatment under the above-mentioned predetermined condition, followed by a third heat treatment under the above-mentioned predetermined condition And fluidizing and planarizing the third insulating film.
In the step of flattening the insulating film, the support film can apply to both the stress against the deformation of the second insulating film and the etching stopper film due to the third heat treatment.

【0047】上記エッチングストッパー膜の上に間隙形
成用膜を形成する工程をさらに備え、上記第5の工程で
は、上記間隙形成用膜をも貫通するように上記コンタク
トホールを形成し、上記円筒形容量電極の核を除去する
工程では、上記間隙形成用膜をも除去して、上記円筒形
容量電極のうち上記間隙形成用膜に接していた面を露出
させ、上記第11の工程では、上記円筒形容量電極の露
出している面上と上記支持膜の露出している面上とに沿
って上記第2の絶縁膜を堆積することができる。
The method further comprises forming a gap forming film on the etching stopper film. In the fifth step, the contact hole is formed so as to penetrate the gap forming film, and the cylindrical shape is formed. In the step of removing the nucleus of the capacitor electrode, the gap forming film is also removed to expose a surface of the cylindrical capacitor electrode that is in contact with the gap forming film. In the eleventh step, The second insulating film can be deposited along the exposed surface of the cylindrical capacitor electrode and the exposed surface of the support film.

【0048】上記第2の工程の後で上記第3の工程の前
に、基板上に、上記第1の絶縁膜に対するエッチング選
択比の高いエッジ保持用絶縁膜を堆積する工程をさらに
備え、上記第5の工程では、上記エッジ保持用絶縁膜を
も貫通するように上記コンタクトホールを形成すること
ができる。
After the second step and before the third step, the method further comprises the step of depositing an edge-holding insulating film having a high etching selectivity with respect to the first insulating film on the substrate. In the fifth step, the contact hole can be formed so as to penetrate the edge holding insulating film.

【0049】本発明の第5の半導体装置の製造方法は、
不純物拡散層を有する半導体基板の上に、所定条件下に
おける熱処理により流動する特性を有する第1の絶縁膜
を堆積する第1の工程と、上記所定条件下における第1
の熱処理を行なって、上記第1の絶縁膜を流動させて平
坦化する第2の工程と、上記第2の工程の後に、基板上
に、シリコン窒化膜からなる第2の絶縁膜を堆積する第
3の工程と、上記第3の工程の後に、上記第1の絶縁膜
が流動しない条件下における第2の熱処理を行なうこと
により、上記第2の絶縁膜の表面を酸化してシリコン窒
化酸化膜からなる容量絶縁膜を形成する第4の工程とを
備えている。
According to a fifth method of manufacturing a semiconductor device of the present invention ,
A first step of depositing a first insulating film having a property of flowing by heat treatment under predetermined conditions on a semiconductor substrate having an impurity diffusion layer;
A second process of flowing the first insulating film to make it flat by performing the heat treatment described above, and depositing a second insulating film made of a silicon nitride film on the substrate after the second process. A third heat treatment is performed after the third step and under the condition that the first insulating film does not flow, so that the surface of the second insulating film is oxidized to perform silicon nitride oxidation. Forming a capacitive insulating film made of a film.

【0050】この方法により、シリコン窒化膜を熱酸化
する工程において第1の絶縁膜が流動することがないの
で、支持膜を別途設けなくても、熱酸化時におけるシリ
コン窒化膜のシワやクラックを確実に防止することがで
きる。
According to this method, since the first insulating film does not flow in the step of thermally oxidizing the silicon nitride film, wrinkles and cracks of the silicon nitride film during thermal oxidation can be eliminated without providing a support film separately. It can be reliably prevented.

【0051】上記第1の工程では、流動化する温度が8
30℃以上のBPSG膜からなる第1の絶縁膜を堆積
し、上記第4の工程では、820℃以下の温度で熱酸化
を行うことができる。
In the first step, the fluidizing temperature is 8
A first insulating film composed of a BPSG film at 30 ° C. or higher is deposited, and in the fourth step, thermal oxidation can be performed at a temperature of 820 ° C. or lower.

【0052】上記第1の工程では、2.0〜6.0重量
%のリンと、1.0〜4.0重量%のボロンとを含むB
PSG膜からなる第1の絶縁膜を堆積することができ
る。
In the first step, B containing 2.0 to 6.0% by weight of phosphorus and 1.0 to 4.0% by weight of boron
A first insulating film made of a PSG film can be deposited.

【0053】上記第4の工程では、ドライ雰囲気下で熱
酸化を行うことにより、ドライ雰囲気の場合にはパイロ
雰囲気の場合に比べて第1の絶縁膜が流動しにくいこと
を利用して、熱酸化工程の温度を高くしても第1の絶縁
膜の流動を確実に防止することができる。
[0053] In the fourth step, more and this performing thermal oxidation under a dry atmosphere, by utilizing the fact that the first insulating film is less likely to flow than in the case of Pyro atmosphere in the case of a dry atmosphere Even when the temperature of the thermal oxidation step is increased, the flow of the first insulating film can be reliably prevented.

【0054】上記第3の工程の前に、上記第1の絶縁膜
の露出している表面を窒化する工程をさらに備えるこ
より、第1の絶縁膜の上にシリコン窒化膜を形成する
際の窒化開始時期が早くなり、シリコン窒化膜の膜厚が
大きくなる。したがって、その後の高温保持を伴う処理
においてシリコン窒化膜を通過する酸素等の量が低減
し、第1の絶縁膜が流動しにくくなるので、シワやクラ
ックのない容量絶縁膜を有するスタック型DRAMセル
を形成することができる。
[0054] Prior to the third step, and this further comprising a step of nitriding the exposed surface of the first insulating film
More nitride start timing for forming the silicon nitride film on the first insulating film is faster, the thickness of the silicon nitride film is increased. Therefore, the amount of oxygen and the like passing through the silicon nitride film in the subsequent process involving high-temperature holding is reduced, and the first insulating film becomes less likely to flow, so that a stacked DRAM cell having a wrinkle-free or crack-free capacitive insulating film. Can be formed.

【0055】上記窒化工程では、窒素あるいはアンモニ
ア雰囲気中で熱処理をすることが好ましい。
In the nitriding step, it is preferable to perform a heat treatment in a nitrogen or ammonia atmosphere.

【0056】上記第2の工程の後で上記第3の工程の前
に、上記第1の絶縁膜に、上記不純物拡散層に到達する
コンタクトホールを形成する工程と、上記コンタクトホ
ールを含む基板上に、容量電極用導体膜を堆積する工程
と、上記容量電極用導体膜をパターニングして、上記不
純物拡散層に接続される容量電極を形成する工程とを備
え、上記第3の工程では、上記容量電極の面上を含む基
板上に上記第2の絶縁膜を堆積し、上記第4の工程の後
に、基板上にプレート電極用導体膜を形成する工程と、
上記プレート電極用導体膜及び上記第2の絶縁膜をパタ
ーニングして、プレート電極及び容量絶縁膜を形成する
工程とをさらに備え、上記プレート電極の下方以外の領
域には上記容量絶縁膜が存在していないことにより、支
持膜がなくてもシリコン窒化酸化膜からなる容量絶縁膜
を形成するための熱酸化工程を円滑に行なうことができ
るとともに、その後の上層の層間絶縁膜等の平坦化を行
う際には、プレート電極を容量絶縁膜の支持膜として利
用することが可能になる。
After the second step and before the third step, a step of forming a contact hole reaching the impurity diffusion layer in the first insulating film; Depositing a conductive film for a capacitor electrode, and patterning the conductive film for a capacitor electrode to form a capacitor electrode connected to the impurity diffusion layer. Depositing the second insulating film on the substrate including the surface of the capacitor electrode, and forming a plate electrode conductor film on the substrate after the fourth step;
Patterning the plate electrode conductive film and the second insulating film;
To form a plate electrode and a capacitive insulating film
And an area other than below the plate electrode.
The pass more that there are no the capacitor insulating film, together with the thermal oxidation process for forming a capacitor insulating film made of a silicon nitride oxide film even without the support film can be smoothly carried out, followed by When flattening the upper interlayer insulating film and the like, the plate electrode can be used as a supporting film for the capacitive insulating film.

【0057】上記容量電極として、円筒形容量電極を形
成することができる。
A cylindrical capacitor electrode can be formed as the capacitor electrode.

【0058】[0058]

【発明の実施の形態】(第1の実施形態) 図1は、第1の実施形態の半導体装置の一部を示す断面
図である。簡単のため、図1には、ゲート電極の段差の
み示されているが、本実施形態の半導体装置は、LOC
OS分離による段差やゲート電極による段差などの複数
の段差が形成された半導体装置である。この半導体装置
は、シリコン基板1と、第1の配線層であるゲート電極
2と、所定条件下における熱処理により流動する性質を
有する第1の絶縁膜(下層層間絶縁膜)としての第1の
BPSG(Boro−Phosph−Silicate
Glass)膜3と、シリサイド膜及びポリシリコン
膜の積層膜からなる第2の配線層としてのポリサイド配
線4と、第1のBPSG膜3が流動する上記所定条件で
は流動しない性質を有する支持膜としてのシリコン酸化
膜5と、第2の絶縁膜としてのシリコン窒化膜6と、上
記所定条件下における熱処理により流動する第3の絶縁
膜(上層層間絶縁膜)としての第2のBPSG膜7とを
備えている。
(First Embodiment) FIG. 1 is a sectional view showing a part of a semiconductor device according to a first embodiment. For simplicity, FIG. 1 shows only the step of the gate electrode, but the semiconductor device of the present embodiment has a LOC
This is a semiconductor device in which a plurality of steps such as a step due to OS isolation and a step due to a gate electrode are formed. This semiconductor device includes a silicon substrate 1, a gate electrode 2 as a first wiring layer, and a first BPSG as a first insulating film (lower interlayer insulating film) having a property of flowing by heat treatment under predetermined conditions. (Boro-Phosph-Silicate
Glass film 3, a polycide wiring 4 as a second wiring layer composed of a laminated film of a silicide film and a polysilicon film, and a support film having a property that the first BPSG film 3 does not flow under the above-mentioned predetermined conditions. A silicon oxide film 5, a silicon nitride film 6 as a second insulating film, and a second BPSG film 7 as a third insulating film (upper interlayer insulating film) flowing by the heat treatment under the above-mentioned predetermined conditions. Have.

【0059】次に、図1に示す構造を有する半導体装置
の製造方法について、図2(A)〜(D)を参照しなが
ら説明する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device having the structure shown in FIG. 1 will be described with reference to FIGS.

【0060】まず、図2(A)に示す工程では、シリコ
ン基板1上に、ゲート電極2を形成し、その後、基板上
に第1のBPSG膜3を堆積する。このとき、第1のB
PSG膜3中の不純物濃度は、リン濃度が3.0wt%
以上、ボロン濃度が3.0wt%以上である。また、第
1のBPSG膜3の膜厚は、ゲート電極2の膜厚の2倍
以上の膜厚としておくことが好ましい。その場合に、後
の熱処理による第1のBPSG膜3の平坦性が良くなる
からである。
First, in the step shown in FIG. 2A, a gate electrode 2 is formed on a silicon substrate 1, and then a first BPSG film 3 is deposited on the substrate. At this time, the first B
The impurity concentration in the PSG film 3 is such that the phosphorus concentration is 3.0 wt%.
As described above, the boron concentration is 3.0% by weight or more. Further, it is preferable that the thickness of the first BPSG film 3 be twice or more the thickness of the gate electrode 2. In that case, the flatness of the first BPSG film 3 by the subsequent heat treatment is improved.

【0061】次に、図2(B)に示す工程では、第1の
BPSG膜3の平坦化のための熱処理を行う。例えば、
850℃,窒素雰囲気中で30分の熱処理を行うこと
で、第1のBPSG膜3は平坦化される。熱処理の際の
雰囲気を酸化雰囲気とすると、熱処理温度を800℃と
しても同様な平坦性が得られる。ただし、その場合は第
1のBPSG膜3の下に、酸化防止膜としての窒化膜が
必要となる。
Next, in the step shown in FIG. 2B, a heat treatment for flattening the first BPSG film 3 is performed. For example,
The first BPSG film 3 is planarized by performing a heat treatment at 850 ° C. in a nitrogen atmosphere for 30 minutes. When the atmosphere during the heat treatment is an oxidizing atmosphere, the same flatness can be obtained even when the heat treatment temperature is set to 800 ° C. However, in that case, a nitride film as an antioxidant film is required under the first BPSG film 3.

【0062】次に、図2(C)に示すように、第2の配
線層としてのポリサイド配線4を形成する。その後、基
板上に、支持膜としてのシリコン酸化膜5と、シリコン
窒化膜6とを堆積する。このとき、シリコン酸化膜5の
膜厚は50nmとし、シリコン窒化膜6の膜厚は50n
mとする。なお、第2の配線層は、必ずしもポリサイド
膜で構成されている必要はなく、第1のBPSG膜3の
平坦化のための熱処理に対して、十分に耐性のある膜で
あれば、ポリシリコン膜あるいはシリサイド膜であって
もよい。
Next, as shown in FIG. 2C, a polycide wiring 4 as a second wiring layer is formed. After that, a silicon oxide film 5 and a silicon nitride film 6 as support films are deposited on the substrate. At this time, the thickness of the silicon oxide film 5 is 50 nm, and the thickness of the silicon nitride film 6 is 50 n.
m. Note that the second wiring layer does not necessarily need to be formed of a polycide film, and if the film is sufficiently resistant to a heat treatment for flattening the first BPSG film 3, it may be formed of polysilicon. It may be a film or a silicide film.

【0063】次に、図2(D)に示す工程で、基板上に
第3の絶縁膜(上層層間絶縁膜)としての第2のBPS
G膜7を堆積する。このとき、第2のBPSG膜7中の
不純物の添加量は、リン濃度が3.0wt%以上、ボロ
ン濃度が3.0wt%以上とする。また、第2のBPS
G膜7の膜厚は、ポリサイド配線4の膜厚の2倍以上の
膜厚としておくことが好ましい。上述のように、その後
の熱処理による第2のBPSG膜7の平坦性が良くなる
からである。そして、この第2のBPSG膜7を堆積し
た状態で、平坦化のための熱処理を行う。例えば、85
0℃,酸化雰囲気中で30分間の熱処理を行うことで、
第2のBPSG膜7は平坦化される。その後は、一般的
な工程により所望の配線を行うことで、図1に示す半導
体装置を完成する。
Next, in the step shown in FIG. 2D, a second BPS as a third insulating film (upper interlayer insulating film) is formed on the substrate.
A G film 7 is deposited. At this time, the addition amount of impurities in the second BPSG film 7 is such that the phosphorus concentration is 3.0 wt% or more and the boron concentration is 3.0 wt% or more. Also, the second BPS
It is preferable that the thickness of the G film 7 be twice or more the thickness of the polycide wiring 4. As described above, the flatness of the second BPSG film 7 is improved by the subsequent heat treatment. Then, a heat treatment for planarization is performed with the second BPSG film 7 deposited. For example, 85
By performing a heat treatment for 30 minutes in an oxidizing atmosphere at 0 ° C.,
The second BPSG film 7 is flattened. After that, desired wiring is performed by a general process to complete the semiconductor device shown in FIG.

【0064】本実施形態では、第2のBPSG膜7を熱
処理により平坦化する工程において、すでに平坦化され
ている第1のBPSG膜3が流動しても、シリコン窒化
膜6と第1のBPSG膜3との間にこの温度の熱処理に
よっては流動しないシリコン酸化膜5が介在している。
そして、このシリコン酸化膜5によってシリコン窒化膜
6が縮もうとするのに抗する応力、つまり引っ張り応力
がシリコン窒化膜6に与えられる。既に説明したよう
に、従来の構造では、下方のBPSG膜が流動すると、
それまでシリコン窒化膜に作用していた引っ張り応力が
解放されるので、シリコン窒化膜が収縮する結果、シリ
コン窒化膜にシワやクラックが発生していた。それに対
し、本実施形態の場合には、シリコン酸化膜5によって
シリコン窒化膜6が縮もうとするのに抗する応力がシリ
コン窒化膜6に与えられるので、シリコン窒化膜6にお
けるクラックあるいはシワの発生を確実に防止すること
ができるのである。
In this embodiment, in the step of flattening the second BPSG film 7 by heat treatment, even if the already flattened first BPSG film 3 flows, the silicon nitride film 6 and the first BPSG film A silicon oxide film 5 which does not flow due to the heat treatment at this temperature is interposed between the film 3 and the film 3.
The silicon oxide film 5 applies a stress against the shrinkage of the silicon nitride film 6, that is, a tensile stress to the silicon nitride film 6. As described above, in the conventional structure, when the lower BPSG film flows,
Since the tensile stress acting on the silicon nitride film until then is released, the silicon nitride film contracts, resulting in wrinkles and cracks in the silicon nitride film. On the other hand, in the case of the present embodiment, since a stress against shrinkage of the silicon nitride film 6 is given to the silicon nitride film 6 by the silicon oxide film 5, cracks or wrinkles are generated in the silicon nitride film 6. Can be reliably prevented.

【0065】また、酸素の通過を妨げるシリコン窒化膜
6が存在することで酸化雰囲気中でもポリサイド配線4
およびゲート電極2が酸化されないため、酸化雰囲気中
で平坦化のための熱処理を行うことができる。すなわ
ち、窒素雰囲気中における熱処理よりもさらに低温で平
坦化のための熱処理を行うことができ、よって、高性能
で信頼性の高いデバイスを得ることが可能となる。
Also, the presence of the silicon nitride film 6 that prevents the passage of oxygen allows the polycide wiring 4 to be formed even in an oxidizing atmosphere.
Since the gate electrode 2 is not oxidized, heat treatment for planarization can be performed in an oxidizing atmosphere. That is, the heat treatment for planarization can be performed at a lower temperature than the heat treatment in a nitrogen atmosphere, so that a high-performance and highly reliable device can be obtained.

【0066】ここで、本実施形態では、第1の絶縁膜で
ある下層層間絶縁膜を、リン濃度が3.0wt%以上、
ボロン濃度が3.0wt%以上のBPSG膜により構成
したが、下層層間絶縁膜を構成する材料は斯かる実施形
態に限定されるものではなく、熱処理工程において同程
度の流動性がある他の材料により下層層間絶縁膜が構成
されている場合でも、シリコン酸化膜をシリコン窒化膜
と下層層間絶縁膜との間に介在させておくことにより、
本実施形態と同様に、シリコン窒化膜のクラックあるい
はシワの発生防止効果を発揮することができる。
Here, in the present embodiment, the lower interlayer insulating film as the first insulating film has a phosphorus concentration of 3.0 wt% or more.
Although the BPSG film having a boron concentration of 3.0 wt% or more was formed, the material forming the lower interlayer insulating film is not limited to this embodiment, and another material having the same fluidity in the heat treatment step. Even if the lower interlayer insulating film is configured by, the silicon oxide film is interposed between the silicon nitride film and the lower interlayer insulating film,
As in the present embodiment, the effect of preventing cracks or wrinkles in the silicon nitride film can be exhibited.

【0067】本実施形態において、シリコン酸化膜5の
膜厚は、シリコン窒化膜6にクラックあるいはシワが発
生しないように設定することが重要であり、その値は、
第1のBPSG膜3内の不純物濃度つまり流動温度、シ
リコン窒化膜6の膜厚、シリコン窒化膜6を形成した後
の熱処理条件に依存する。第1のBPSG膜3内の不純
物濃度が低く、シリコン窒化膜6を形成した後の工程に
おける熱処理温度も低い程、つまり第1のBPSG膜3
が流動しにくい条件になるほどシリコン酸化膜5の膜厚
は薄くでき、逆に第1のBPSG膜3が流動しやすい条
件の場合にはシリコン酸化膜5を厚くする必要がある。
また、シリコン窒化膜6の膜厚が厚い程、シリコン窒化
膜6に発生する応力も増加するため、シリコン酸化膜5
の膜厚も厚くする必要がある。
In the present embodiment, it is important that the thickness of the silicon oxide film 5 is set so that cracks or wrinkles do not occur in the silicon nitride film 6.
It depends on the impurity concentration in the first BPSG film 3, that is, the flow temperature, the thickness of the silicon nitride film 6, and the heat treatment conditions after the formation of the silicon nitride film 6. The lower the impurity concentration in the first BPSG film 3 and the lower the heat treatment temperature in the step after the formation of the silicon nitride film 6, that is, the lower the first BPSG film 3,
The thickness of the silicon oxide film 5 can be made thinner so that the flow of the first BPSG film 3 is less likely to flow. Conversely, the thickness of the silicon oxide film 5 needs to be thicker under the condition that the first BPSG film 3 easily flows.
Further, as the thickness of the silicon nitride film 6 increases, the stress generated in the silicon nitride film 6 also increases.
Need to be thick.

【0068】なお、シリコン窒化膜6の膜厚は、後工程
の酸化雰囲気中の熱処理において、下層のゲート電極2
あるいはポリサイド配線4が酸化されないような範囲で
あれば良い。
The thickness of the silicon nitride film 6 is determined by the heat treatment in an oxidizing atmosphere in a later step.
Alternatively, it may be in a range where the polycide wiring 4 is not oxidized.

【0069】本実施形態では、下層層間絶縁膜と窒化シ
リコン膜との間に介在させる支持膜をシリコン酸化膜で
構成したが、本発明は斯かる実施形態に限定されるもの
ではない。つまり、本発明の支持膜は、窒化膜が縮むの
に抗する応力つまり引っ張り応力を窒化膜に与える機能
があれば、どのような膜でもよい。ただし、具体的に
は、本発明の支持膜は、BPSG膜と熱膨張率や結晶学
的構造が近くて窒化膜に対してBPSG膜と同様の応力
を与える材料により構成されていることが好ましい。
In the present embodiment, the supporting film interposed between the lower interlayer insulating film and the silicon nitride film is constituted by a silicon oxide film, but the present invention is not limited to such an embodiment. That is, the support film of the present invention may be any film as long as it has a function of giving a stress against the contraction of the nitride film, that is, a tensile stress, to the nitride film. However, specifically, it is preferable that the support film of the present invention is made of a material having a thermal expansion coefficient and a crystallographic structure close to that of the BPSG film and giving the same stress to the nitride film as the BPSG film. .

【0070】また、本実施形態では、シリコン窒化膜形
成後の熱処理条件として、850℃、酸化雰囲気中で3
0分の熱処理を行ったが、下層層間絶縁膜が流動する条
件であるかぎり、この温度よりも低温の条件で熱処理を
行う場合でも、本発明の効果得られる。ただし、より高
温の熱処理を行った場合には、本発明の効果がより顕著
に現れる。
In this embodiment, the heat treatment after forming the silicon nitride film is performed at 850 ° C. in an oxidizing atmosphere.
Although the heat treatment is performed for 0 minutes, the effect of the present invention can be obtained even when the heat treatment is performed at a temperature lower than this temperature as long as the lower interlayer insulating film flows. However, when the heat treatment at a higher temperature is performed, the effect of the present invention appears more remarkably.

【0071】また、本実施形態では、第1の絶縁膜が半
導体基板上の第1層目の層間絶縁膜である場合について
説明したが、本発明は斯かる実施形態に限定されるもの
ではなく、第1の絶縁膜が第2,第3の層間絶縁膜であ
るような多層配線構造を有する半導体装置一般について
適用されるものである。
In this embodiment, the case where the first insulating film is the first interlayer insulating film on the semiconductor substrate has been described, but the present invention is not limited to such an embodiment. The present invention is generally applied to a semiconductor device having a multilayer wiring structure in which the first insulating film is a second or third interlayer insulating film.

【0072】(第2の実施形態) 図3は、第2の実施形態に係る半導体装置であるスタッ
ク型DRAMセルの断面図である。図3において、特徴
部分をわかりやすくするために、ゲート電極、LOCO
S分離およびビット線の図示が省略されている。この半
導体装置は、シリコン基板1と、所定条件下における熱
処理により流動する第1の絶縁膜としてのBPSG膜8
と、上記所定条件下における熱処理では流動せずに窒化
膜の変形に抗する応力を与える支持膜としてのシリコン
酸化膜9と、シリコン基板内の活性領域と接続されるコ
ンタクト部10を含む容量電極12と、容量絶縁膜とし
て機能する第2の絶縁膜としてのシリコン窒化酸化膜1
4と、プレート電極15とを備えている。
(Second Embodiment) FIG. 3 is a sectional view of a stacked DRAM cell which is a semiconductor device according to a second embodiment. In FIG. 3, the gate electrode and the LOCO
Illustration of S separation and bit lines is omitted. This semiconductor device comprises a silicon substrate 1 and a BPSG film 8 as a first insulating film flowing by heat treatment under predetermined conditions.
A silicon oxide film 9 serving as a support film for applying a stress against deformation of the nitride film without flowing in the heat treatment under the above-mentioned predetermined conditions, and a capacitor electrode including a contact portion 10 connected to an active region in the silicon substrate 12 and a silicon oxynitride film 1 as a second insulating film functioning as a capacitive insulating film
4 and a plate electrode 15.

【0073】次に、図3に示す半導体装置の製造方法に
ついて、図4(A)〜(B)を参照しながら説明する。
ただし、図4(A)〜(B)においても、特徴部分をわ
かりやすくするために、ゲート電極、LOCOS分離お
よびビット線の図示が省略されている。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 3 will be described with reference to FIGS.
However, in FIGS. 4A and 4B, the gate electrode, the LOCOS isolation, and the bit line are not shown for easy understanding of the characteristic portion.

【0074】図4(A)に示す工程では、シリコン基板
1上に、所定条件下における熱処理により流動する第1
の絶縁膜としてBPSG膜8を堆積する。このとき、B
PSG膜8内の不純物濃度は、リン濃度が3.0wt%
以上、ボロン濃度が3.0wt%以上である。次に、B
PSG膜8を平坦化するための熱処理を行う。例えば、
850℃、窒素雰囲気中で30分間の熱処理を行うこと
で、BPSG膜8は平坦化される。その後、BPSG膜
8上に、上記所定条件下における熱処理により流動しな
い支持膜として、シリコン酸化膜9を堆積する。次に、
シリコン酸化膜9及びBPSG膜8に容量電極用のコン
タクトホールを開口した後、このコンタクトホールを含
む基板上にポリシリコンを堆積し、コンタクト部10と
シリコン酸化膜9上のポリシリコン膜11とを形成す
る。通常、このポリシリコンにはN型の不純物が添加さ
れている。
In the step shown in FIG. 4A, the first flow, which flows on the silicon substrate 1 by heat treatment under predetermined conditions, is performed.
A BPSG film 8 is deposited as an insulating film. At this time, B
The impurity concentration in the PSG film 8 is such that the phosphorus concentration is 3.0 wt%.
As described above, the boron concentration is 3.0% by weight or more. Next, B
Heat treatment for planarizing the PSG film 8 is performed. For example,
By performing a heat treatment at 850 ° C. in a nitrogen atmosphere for 30 minutes, the BPSG film 8 is planarized. Thereafter, a silicon oxide film 9 is deposited on the BPSG film 8 as a support film which does not flow due to the heat treatment under the above-mentioned predetermined conditions. next,
After opening a contact hole for a capacitor electrode in the silicon oxide film 9 and the BPSG film 8, polysilicon is deposited on the substrate including the contact hole, and the contact portion 10 and the polysilicon film 11 on the silicon oxide film 9 are separated. Form. Normally, N-type impurities are added to this polysilicon.

【0075】図4(B)に示す工程では、ポリシリコン
膜11を所望のパターンにエッチングすることで、コン
タクト部10と一体化された容量電極12を形成する。
次に、基板上にシリコン窒化膜13を8nm程度の厚み
で堆積する。
In the step shown in FIG. 4B, the capacitor electrode 12 integrated with the contact portion 10 is formed by etching the polysilicon film 11 into a desired pattern.
Next, a silicon nitride film 13 is deposited on the substrate to a thickness of about 8 nm.

【0076】その後の工程の図示は省略するが、上記シ
リコン窒化膜13の酸化をすることで、図3に示すシリ
コン窒化酸化膜14を形成する。そのときの酸化条件
は、例えばドライの酸化雰囲気中で、温度が850℃
で、時間が30分間である。その後は、一般的な工程を
行って、図3に示すプレート電極15を形成し、所望の
配線を行うことで、半導体装置を完成する。なお、一般
的には、この上に熱処理によって流動する特性を有する
上層層間絶縁膜つまり第2の層間絶縁膜や第3の層間絶
縁膜等がさらに形成される。
Although illustration of subsequent steps is omitted, the silicon nitride film 13 is oxidized to form the silicon nitride oxide film 14 shown in FIG. The oxidation conditions at that time are, for example, a temperature of 850 ° C. in a dry oxidation atmosphere.
And the time is 30 minutes. After that, a general process is performed to form the plate electrode 15 shown in FIG. 3 and perform desired wiring, thereby completing the semiconductor device. Generally, an upper interlayer insulating film having a property of flowing by heat treatment, that is, a second interlayer insulating film, a third interlayer insulating film, and the like are further formed thereon.

【0077】本実施形態では、図4(B)に示すシリコ
ン窒化膜13とBPSG膜8との間に所定条件下におけ
る熱処理により流動せずに窒化膜の変形に抗する応力を
与えるシリコン酸化膜9が介在しているので、シリコン
窒化膜13を熱酸化してシリコン窒化酸化膜14を形成
する工程においてBPSG膜8が流動しても、形成され
るシリコン窒化酸化膜14にクラックあるいはシワが発
生しない。
In the present embodiment, a silicon oxide film which does not flow between the silicon nitride film 13 and the BPSG film 8 shown in FIG. Since the silicon nitride film 9 is interposed, even if the BPSG film 8 flows in the process of forming the silicon nitride oxide film 14 by thermally oxidizing the silicon nitride film 13, cracks or wrinkles occur in the formed silicon nitride oxide film 14. do not do.

【0078】ここで、本実施形態では、第1の絶縁膜で
ある下層層間絶縁膜を、リン濃度が3.0wt%以上、
ボロン濃度が3.0wt%以上のBPSG膜により構成
したが、下層層間絶縁膜を構成する材料は斯かる実施形
態に限定されるものではなく、熱処理工程において同程
度の流動性がある他の材料により下層層間絶縁膜が構成
されている場合でも、シリコン酸化膜をシリコン窒化膜
と下層層間絶縁膜との間に介在させておくことにより、
本実施形態と同様に、シリコン窒化酸化膜のクラックあ
るいはシワの発生防止効果を発揮することができる。
In this embodiment, the lower interlayer insulating film as the first insulating film has a phosphorus concentration of 3.0 wt% or more.
Although the BPSG film having a boron concentration of 3.0 wt% or more was formed, the material forming the lower interlayer insulating film is not limited to this embodiment, and another material having the same fluidity in the heat treatment step. Even if the lower interlayer insulating film is configured by, the silicon oxide film is interposed between the silicon nitride film and the lower interlayer insulating film,
As in the present embodiment, the effect of preventing cracks or wrinkles in the silicon oxynitride film can be exhibited.

【0079】本実施形態において、シリコン酸化膜9の
膜厚は、シリコン窒化酸化膜14にクラックあるいはシ
ワが発生しないように設定することが重要であり、その
値は、BPSG膜8内の不純物濃度、シリコン窒化膜1
3の膜厚、シリコン窒化膜13形成後の酸化条件に依存
する。BPSG膜8内の不純物濃度が低く、シリコン窒
化膜13形成後の酸化温度も低い程、つまりBPSG膜
8が流動しにくい条件になるほどシリコン酸化膜9の膜
厚は薄くでき、逆にBPSG膜8が流動しやすい条件の
場合には、シリコン酸化膜9を厚くする必要がある。ま
た、シリコン窒化膜13の膜厚が厚い程、シリコン窒化
膜13に発生する応力も増加するため、シリコン酸化膜
9の膜厚も厚くする必要がある。
In the present embodiment, it is important that the thickness of the silicon oxide film 9 is set so as not to cause cracks or wrinkles in the silicon nitride oxide film 14, and the value is determined by the impurity concentration in the BPSG film 8. , Silicon nitride film 1
3 and the oxidation conditions after the formation of the silicon nitride film 13. The lower the impurity concentration in the BPSG film 8 and the lower the oxidation temperature after the formation of the silicon nitride film 13, that is, the more difficult the BPSG film 8 is to flow, the thinner the silicon oxide film 9 can be. In a case where the silicon oxide film 9 easily flows, it is necessary to make the silicon oxide film 9 thick. Further, as the thickness of the silicon nitride film 13 increases, the stress generated in the silicon nitride film 13 also increases, so that the thickness of the silicon oxide film 9 needs to be increased.

【0080】なお、シリコン窒化膜13の膜厚は、後工
程の酸化処理中に、下地の容量電極12が酸化されない
ような範囲であれば良い。
The thickness of the silicon nitride film 13 may be within a range that does not oxidize the underlying capacitor electrode 12 during the oxidation process in the subsequent step.

【0081】本実施形態では、下層層間絶縁膜と窒化シ
リコン膜との間に介在させる支持膜をシリコン酸化膜で
構成したが、本発明は斯かる実施形態に限定されるもの
ではなく、支持膜が後の所定条件下における熱処理工程
で流動せずに窒化膜の変形に抗する応力を与える材料で
あれば他の材料で構成されていても、本発明の目的を達
成することができる。
In the present embodiment, the supporting film interposed between the lower interlayer insulating film and the silicon nitride film is constituted by the silicon oxide film. However, the present invention is not limited to such an embodiment. The object of the present invention can be achieved even if any material is used as long as it does not flow in a heat treatment step under predetermined conditions and gives a stress against deformation of the nitride film.

【0082】また、本実施形態では、シリコン窒化膜1
3の酸化条件として、850℃、パイロ雰囲気中で30
分の酸化処理を行ったが、下層層間絶縁膜が流動する条
件であるかぎり、本実施形態における条件より低温の条
件の場合でも、本発明の効果が得られる。さらに、より
高温の酸化処理を行った場合には、本発明の効果がより
顕著に現れる。
In this embodiment, the silicon nitride film 1
Oxidation conditions of 3 are 850 ° C., 30 min.
Although the oxidation treatment was performed for a minute, the effect of the present invention can be obtained even under a condition lower in temperature than the condition in the present embodiment as long as the condition is such that the lower interlayer insulating film flows. Further, when the oxidation treatment is performed at a higher temperature, the effect of the present invention is more remarkably exhibited.

【0083】(第3の実施形態) 図5は、第3の実施形態に係る半導体装置である円筒形
スタック型DRAMセルの断面図である。図5におい
て、特徴部分をわかりやすくするために、ゲート電極、
LOCOS分離およびビット線の図示が省略されてい
る。この半導体装置は、シリコン基板1と、所定条件下
における熱処理により流動する第1の絶縁膜としてのB
PSG膜16と、上記所定条件下における熱処理では流
動しない支持膜としてのシリコン酸化膜17と、円筒形
スタックセルを形成するときのウエットエッチングスト
ッパー膜であるシリコン窒化膜18と、シリコン基板内
の活性領域に接続されるコンタクト部19を含む円筒形
容量電極24と、容量絶縁膜として機能する第2の絶縁
膜としてのシリコン窒化酸化膜23xと、プレート電極
25とを備えている。
Third Embodiment FIG. 5 is a sectional view of a cylindrical stacked DRAM cell which is a semiconductor device according to a third embodiment. In FIG. 5, the gate electrode,
LOCOS isolation and bit lines are not shown. This semiconductor device comprises a silicon substrate 1 and a first insulating film B which flows by heat treatment under predetermined conditions.
A PSG film 16, a silicon oxide film 17 as a support film that does not flow by the heat treatment under the above-mentioned predetermined conditions, a silicon nitride film 18 as a wet etching stopper film when forming a cylindrical stack cell, and an active region in the silicon substrate. A cylindrical capacitor electrode 24 including a contact portion 19 connected to the region, a silicon oxynitride film 23x as a second insulating film functioning as a capacitor insulating film, and a plate electrode 25 are provided.

【0084】次に、図5に示す半導体装置の製造方法に
ついて、図6(A)〜(D)を参照しながら説明する。
ただし、図6(A)〜(D)においても、特徴部分をわ
かりやすくするために、ゲート電極、LOCOS分離お
よびビット線の図示が省略されている。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 5 will be described with reference to FIGS.
However, in FIGS. 6A to 6D, the gate electrode, the LOCOS isolation, and the bit line are not shown for easy understanding of the characteristic portion.

【0085】図6(A)に示す工程では、シリコン基板
1上に、所定条件下における熱処理により流動する第1
の絶縁膜としてBPSG膜16を堆積する。このとき、
BPSG膜16内の不純物濃度は、リン濃度が3.0w
t%以上、ボロン濃度が3.0wt%以上である。次
に、BPSG膜16を平坦化するための熱処理を行う。
例えば、850℃、窒素雰囲気中で30分間の熱処理を
行うことで、BPSG膜16が平坦化される。その後、
BPSG膜16上に、所定条件下における熱処理により
流動しない支持膜として、シリコン酸化膜17を堆積す
る。次に、円筒形スタックセルを形成するときのウエッ
トエッチングストッパーとしてのシリコン窒化膜18を
形成する。その後、シリコン窒化膜18,シリコン酸化
膜17及びBPSG膜16に容量電極用のコンタクトホ
ールを開口した後、コンタクトホールを含む基板上にポ
リシリコンを堆積し、コンタクト部19とシリコン窒化
膜18上のポリシリコン膜20とを形成する。その後、
ポリシリコン膜20の上にシリコン酸化膜21を形成す
る。
In the step shown in FIG. 6A, the first fluid flowing on the silicon substrate 1 by heat treatment under predetermined conditions is formed.
A BPSG film 16 is deposited as an insulating film. At this time,
The impurity concentration in the BPSG film 16 is such that the phosphorus concentration is 3.0 w
t% or more, and boron concentration is 3.0 wt% or more. Next, a heat treatment for planarizing the BPSG film 16 is performed.
For example, by performing a heat treatment at 850 ° C. in a nitrogen atmosphere for 30 minutes, the BPSG film 16 is planarized. afterwards,
A silicon oxide film 17 is deposited on the BPSG film 16 as a support film that does not flow due to heat treatment under predetermined conditions. Next, a silicon nitride film 18 is formed as a wet etching stopper for forming a cylindrical stack cell. Thereafter, a contact hole for a capacitor electrode is opened in the silicon nitride film 18, the silicon oxide film 17, and the BPSG film 16, and then polysilicon is deposited on the substrate including the contact hole. A polysilicon film 20 is formed. afterwards,
A silicon oxide film 21 is formed on the polysilicon film 20.

【0086】図6(B)に示す工程では、シリコン酸化
膜21を所望のセル形状となるようにパターニングし、
基板上にポリシリコン膜22を堆積する。その際、ポリ
シリコン膜22を堆積する前に、ポリシリコン膜20上
に形成された自然酸化膜を除去しておく。
In the step shown in FIG. 6B, the silicon oxide film 21 is patterned so as to have a desired cell shape.
A polysilicon film 22 is deposited on the substrate. At this time, before depositing the polysilicon film 22, the natural oxide film formed on the polysilicon film 20 is removed.

【0087】図6(C)に示す工程では、ポリシリコン
膜22の異方性エッチングを行って、シリコン酸化膜2
1の側面上のみを残してポリシリコン膜22を除去し、
コンタクト部19を含む円筒形容量電極24を形成す
る。
In the step shown in FIG. 6C, the polysilicon film 22 is anisotropically etched to form the silicon oxide film 2.
The polysilicon film 22 is removed while leaving only the side surface of the polysilicon film 1,
The cylindrical capacitance electrode 24 including the contact portion 19 is formed.

【0088】図6(D)に示す工程では、シリコン窒化
膜18をウエットエッチングストッパーとしてウエット
エッチングを行って、シリコン酸化膜21のみを除去す
る。次に、基板上にシリコン窒化膜23を堆積し、シリ
コン窒化膜18及び円筒形容量電極24の露出している
面をシリコン窒化膜23で覆う。
In the step shown in FIG. 6D, wet etching is performed using the silicon nitride film 18 as a wet etching stopper to remove only the silicon oxide film 21. Next, a silicon nitride film 23 is deposited on the substrate, and the exposed surfaces of the silicon nitride film 18 and the cylindrical capacitor electrode 24 are covered with the silicon nitride film 23.

【0089】その後の工程の図示は省略するが、上記シ
リコン窒化膜23の酸化をすることで、図5に示すシリ
コン窒化酸化膜23xを形成する。その後は、一般的な
工程を行って、図5に示すプレート電極25を形成し、
所望の配線を行うことで、半導体装置が完成する。
Although illustration of the subsequent steps is omitted, the silicon nitride film 23 is oxidized to form a silicon nitride oxide film 23x shown in FIG. Thereafter, a general process is performed to form the plate electrode 25 shown in FIG.
By performing desired wiring, a semiconductor device is completed.

【0090】本実施形態では、シリコン窒化膜18とB
PSG膜16の間に所定条件下における熱処理により流
動せずに、窒化膜の変形に抗する応力を与えるシリコン
酸化膜17が介在しているので、シリコン窒化膜23を
酸化しシリコン窒化酸化膜23xを形成する熱処理工程
においてBPSG膜16が流動しても、シリコン窒化膜
18あるいはシリコン窒化酸化膜23xにクラックある
いはシワが発生しない。
In this embodiment, the silicon nitride film 18 and B
Since the silicon oxide film 17 that does not flow due to the heat treatment under the predetermined conditions and gives a stress against the deformation of the nitride film is interposed between the PSG films 16, the silicon nitride film 23 is oxidized and the silicon nitride oxide film 23 x Even if the BPSG film 16 flows in the heat treatment step for forming the silicon nitride film, no cracks or wrinkles are generated in the silicon nitride film 18 or the silicon nitride oxide film 23x.

【0091】ここで、本実施形態では、第1の絶縁膜で
ある下層層間絶縁膜を、リン濃度が3.0wt%以上、
ボロン濃度が3.0wt%以上のBPSG膜により構成
したが、下層層間絶縁膜を構成する材料は斯かる実施形
態に限定されるものではなく、熱処理工程において同程
度の流動性がある他の材料により下層層間絶縁膜が構成
されている場合でも、シリコン酸化膜をシリコン窒化膜
と下層層間絶縁膜との間に介在させておくことにより、
本実施形態と同様に、シリコン窒化膜18又はシリコン
窒化酸化膜23xのクラックあるいはシワの発生防止効
果を発揮することができる。
In this embodiment, the lower interlayer insulating film as the first insulating film has a phosphorus concentration of 3.0 wt% or more.
Although the BPSG film having a boron concentration of 3.0 wt% or more was formed, the material forming the lower interlayer insulating film is not limited to this embodiment, and another material having the same fluidity in the heat treatment step. Even if the lower interlayer insulating film is configured by, the silicon oxide film is interposed between the silicon nitride film and the lower interlayer insulating film,
As in the present embodiment, the effect of preventing the generation of cracks or wrinkles in the silicon nitride film 18 or the silicon nitride oxide film 23x can be exhibited.

【0092】本実施形態において、シリコン酸化膜17
の膜厚は、シリコン窒化膜18あるいはシリコン窒化酸
化膜23xにクラックあるいはシワが発生しないように
設定することが重要であり、その値は、BPSG膜16
内の不純物濃度、シリコン窒化膜18の膜厚、シリコン
窒化膜23形成後の酸化条件に依存する。BPSG膜1
6内の不純物濃度が低く、シリコン窒化膜23形成後の
酸化温度も低い程、つまりBPSG膜16が流動しにく
い条件になるほどシリコン酸化膜17の膜厚は薄くで
き、逆にBPSG膜16が流動しやすい条件の場合には
シリコン酸化膜17を厚くする必要がある。また、シリ
コン窒化膜18やシリコン窒化酸化膜23xの膜厚が厚
い程、シリコン窒化膜18に発生する応力も増加するた
め、シリコン酸化膜17の膜厚も厚くする必要がある。
In this embodiment, the silicon oxide film 17
It is important to set the thickness of the BPSG film 16 so that cracks or wrinkles do not occur in the silicon nitride film 18 or the silicon nitride oxide film 23x.
And the oxidation conditions after the formation of the silicon nitride film 23. BPSG film 1
The lower the impurity concentration in the silicon nitride film 6 and the lower the oxidation temperature after the formation of the silicon nitride film 23, that is, the more difficult the BPSG film 16 is to flow, the thinner the silicon oxide film 17 can be. In the case of easy conditions, it is necessary to make the silicon oxide film 17 thick. Further, as the thickness of the silicon nitride film 18 or the silicon nitride oxide film 23x increases, the stress generated in the silicon nitride film 18 also increases. Therefore, the thickness of the silicon oxide film 17 needs to be increased.

【0093】なお、シリコン窒化膜18の膜厚は、後工
程のウエットエッチング中に、下層のBPSG膜16が
ウエットエッチングされないような範囲であれば良い。
The thickness of the silicon nitride film 18 may be in such a range that the lower BPSG film 16 is not wet-etched during the later wet etching.

【0094】本実施形態では、下層層間絶縁膜とシリコ
ン窒化膜との間に介在させる支持膜をシリコン酸化膜で
構成したが、本発明は斯かる実施形態に限定されるもの
ではなく、支持膜が後の熱処理工程で流動せずに窒化膜
の変形に抗する応力を与える材料であれば他の材料で構
成されていても、本発明の目的を達成することができ
る。
In the present embodiment, the supporting film interposed between the lower interlayer insulating film and the silicon nitride film is constituted by the silicon oxide film. However, the present invention is not limited to such an embodiment. The object of the present invention can be achieved even if it is made of any other material that does not flow in a later heat treatment step and gives a stress against deformation of the nitride film.

【0095】また、図6(B)に示すシリコン酸化膜2
1を所望のセル形状となるようにパターニングする工程
では、図7に示すように、ポリシリコン膜20も同時に
エッチングした後、全面にポリシリコン膜22を堆積す
るような第1の変形形態を採ることもできる。ただし、
この場合にも、上記実施形態と同様に、ポリシリコン膜
22を堆積する前に、ポリシリコン膜20上に形成され
た自然酸化膜を除去しておくことが好ましい。
The silicon oxide film 2 shown in FIG.
In the step of patterning the polysilicon film 1 into a desired cell shape, as shown in FIG. 7, a first modification is employed in which the polysilicon film 20 is simultaneously etched and then the polysilicon film 22 is deposited on the entire surface. You can also. However,
Also in this case, it is preferable to remove the natural oxide film formed on the polysilicon film 20 before depositing the polysilicon film 22, as in the above embodiment.

【0096】さらに、図6(B)に示すウエットエッチ
ングストッパーとしてのシリコン窒化膜18を形成した
後、その上にシリコン酸化膜27を形成するような第2
の変形形態をとることもできる。以下、図8(A)〜
(E)を参照しながら、第3の実施形態の第2の変形形
態の方法を説明する。
Further, after a silicon nitride film 18 as a wet etching stopper shown in FIG. 6B is formed, a second silicon oxide film 27 is formed thereon.
Can be modified. Hereinafter, FIG.
A method according to a second modification of the third embodiment will be described with reference to FIG.

【0097】まず、図8(A)に示す工程では、シリコ
ン基板1の上に下層層間絶縁膜としてのBPSG膜16
を堆積し、BPSG膜16を熱処理により平坦化した
後、その上にシリコン酸化膜17とウエットエッチング
ストッパーとしてのシリコン窒化膜18を順に積層す
る。そして、シリコン窒化膜18の上にさらにシリコン
酸化膜27を形成した後、シリコン酸化膜27,シリコ
ン窒化膜18,シリコン酸化膜17及びBPSG膜16
に容量電極用のコンタクトホールを開口した後、コンタ
クトホールを含む基板上にポリシリコン膜を堆積し、コ
ンタクト部19とシリコン窒化膜27上のポリシリコン
膜20とを形成する。その後、ポリシリコン膜20の上
にシリコン酸化膜21を堆積する。
First, in the step shown in FIG. 8A, a BPSG film 16 serving as a lower interlayer insulating film is formed on the silicon substrate 1.
Is deposited, the BPSG film 16 is planarized by heat treatment, and then a silicon oxide film 17 and a silicon nitride film 18 as a wet etching stopper are sequentially stacked thereon. Then, after further forming a silicon oxide film 27 on the silicon nitride film 18, the silicon oxide film 27, the silicon nitride film 18, the silicon oxide film 17, and the BPSG film 16 are formed.
After opening a contact hole for a capacitor electrode, a polysilicon film is deposited on the substrate including the contact hole, and a contact portion 19 and a polysilicon film 20 on the silicon nitride film 27 are formed. Thereafter, a silicon oxide film 21 is deposited on the polysilicon film 20.

【0098】次に、図8(B)に示す工程では、図6
(B)に示す工程と同様に、このシリコン酸化膜21を
所望のセル形状にパターニングした後、基板上にポリシ
リコン膜22を堆積する。その際、ポリシリコン膜22
を堆積する前に、ポリシリコン膜20上に形成された自
然酸化膜を除去しておく。
Next, in the step shown in FIG.
As in the step shown in FIG. 1B, after patterning the silicon oxide film 21 into a desired cell shape, a polysilicon film 22 is deposited on the substrate. At this time, the polysilicon film 22
Before depositing, a native oxide film formed on the polysilicon film 20 is removed.

【0099】図8(C)に示す工程では、ポリシリコン
膜22の異方性エッチングを行って、シリコン酸化膜2
1の側面上のみを残してポリシリコン膜22を除去し、
コンタクト部19を含む円筒形容量電極24を形成す
る。
In the step shown in FIG. 8C, the polysilicon film 22 is anisotropically etched to form the silicon oxide film 2.
The polysilicon film 22 is removed while leaving only the side surface of the polysilicon film 1,
The cylindrical capacitance electrode 24 including the contact portion 19 is formed.

【0100】図8(D)に示す工程では、シリコン窒化
膜18をウエットエッチングストッパーとして、ウエッ
トエッチングを行いシリコン酸化膜21およびシリコン
酸化膜27を除去する。この状態で、円筒形容量電極2
4の円筒部とシリコン窒化膜18との間には間隙が生じ
ている。次に、基板上にシリコン窒化膜23を堆積し、
シリコン窒化膜18及び円筒形容量電極24の露出して
いる面をシリコン窒化膜23で覆う。
In the step shown in FIG. 8D, the silicon oxide film 21 and the silicon oxide film 27 are removed by performing wet etching using the silicon nitride film 18 as a wet etching stopper. In this state, the cylindrical capacitor electrode 2
A gap is formed between the cylindrical portion 4 and the silicon nitride film 18. Next, a silicon nitride film 23 is deposited on the substrate,
The exposed surfaces of the silicon nitride film 18 and the cylindrical capacitor electrode 24 are covered with the silicon nitride film 23.

【0101】図8(E)に示す工程では、シリコン窒化
膜23を酸化をすることでシリコン窒化酸化膜23xを
形成する。その後は、一般的な工程を行ってプレート電
極25を形成し、所望の配線を行うことで、半導体装置
が完成する。
In the step shown in FIG. 8E, the silicon nitride film 23 is oxidized to form a silicon nitride oxide film 23x. Thereafter, a general process is performed to form the plate electrode 25, and a desired wiring is performed, thereby completing the semiconductor device.

【0102】本変形形態の構造を有する半導体装置の場
合、円筒形容量電極24の円筒部の下方に生じた空隙部
においても、円筒形容量電極24の表面上に容量絶縁膜
としてのシリコン窒化酸化膜23xが形成されるので、
セルの面積が増大し、その分セル容量の増大を図ること
ができるという効果がある。
In the case of the semiconductor device having the structure of the present modified embodiment, even in the void formed below the cylindrical portion of the cylindrical capacitor electrode 24, silicon nitride oxide as a capacitor insulating film is formed on the surface of the cylindrical capacitor electrode 24. Since the film 23x is formed,
There is an effect that the area of the cell increases and the cell capacity can be increased accordingly.

【0103】(第4の実施形態) 次に、プレート電極の下方のみに窒化膜を設けたスタッ
ク型DRAMセルの構造に係る第4の実施形態について
説明する。
(Fourth Embodiment) Next, a description will be given of a fourth embodiment relating to the structure of a stacked DRAM cell in which a nitride film is provided only below a plate electrode.

【0104】図9は、第4の実施形態に係る半導体装置
であるスタック型DRAMセルの断面図である。図9に
おいて、特徴部分をわかりやすくするために、ゲート電
極、LOCOS分離およびビット線の図示が省略されて
いる。この半導体装置は、シリコン基板1と、所定条件
下における熱処理により流動する第1の絶縁膜としての
第1のBPSG膜28と、基板の活性領域に接続される
コンタクト部29を含む容量電極31と、容量絶縁膜と
して機能する第2の絶縁膜としてのシリコン窒化酸化膜
33と、プレート電極34と、所定条件下における熱処
理により流動する第3の絶縁膜としての第2のBPSG
膜35とを備えている。
FIG. 9 is a sectional view of a stacked DRAM cell which is a semiconductor device according to the fourth embodiment. In FIG. 9, the gate electrode, the LOCOS isolation, and the bit line are not shown for easy understanding of the characteristic portion. This semiconductor device includes a silicon substrate 1, a first BPSG film 28 as a first insulating film flowing by heat treatment under predetermined conditions, and a capacitor electrode 31 including a contact portion 29 connected to an active region of the substrate. A silicon oxynitride film 33 serving as a second insulating film functioning as a capacitive insulating film, a plate electrode 34, and a second BPSG serving as a third insulating film flowing by heat treatment under predetermined conditions.
And a film 35.

【0105】次に、図9に示す半導体装置の製造方法に
ついて、図10(A)〜(B)を参照しながら説明す
る。ただし、図10(A)〜(B)において、特徴部分
をわかりやすくするために、ゲート電極、LOCOS分
離およびビット線の図示が省略されている。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 9 will be described with reference to FIGS. However, in FIGS. 10A and 10B, illustration of a gate electrode, LOCOS isolation, and a bit line is omitted for easy understanding of a characteristic portion.

【0106】図10(A)に示す工程では、シリコン基
板1上に、所定条件下における熱処理により流動する第
1の絶縁膜として第1のBPSG膜28を堆積する。こ
のとき、BPSG膜28内の不純物濃度は、リン濃度が
5.0wt%以下、ボロン濃度が6.0wt%以下であ
る。次に、第1のBPSG膜28を平坦化するための熱
処理を行う。例えば、850℃、窒素雰囲気中で30分
の熱処理を行うことで、第1のBPSG膜28は平坦化
される。次に、容量電極用のコンタクトホールを開口し
た後、コンタクトホールを含む基板上にポリシリコンを
堆積し、コンタクトホールを埋めるコンタクト部29
と、第1のBPSG膜28上のポリシリコン膜30とを
形成する。通常、このポリシリコンにはN型の不純物が
添加されている。
In the step shown in FIG. 10A, a first BPSG film 28 is deposited on the silicon substrate 1 as a first insulating film flowing by heat treatment under predetermined conditions. At this time, the impurity concentration in the BPSG film 28 is such that the phosphorus concentration is 5.0 wt% or less and the boron concentration is 6.0 wt% or less. Next, a heat treatment for planarizing the first BPSG film 28 is performed. For example, by performing a heat treatment at 850 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere, the first BPSG film 28 is planarized. Next, after opening a contact hole for a capacitor electrode, polysilicon is deposited on the substrate including the contact hole, and a contact portion 29 filling the contact hole is formed.
And a polysilicon film 30 on the first BPSG film 28. Normally, N-type impurities are added to this polysilicon.

【0107】図10(B)に示す工程では、ポリシリコ
ン膜30を所望のパターンにエッチングすることによ
り、コンタクト部29を含む容量電極31を形成する。
次に、基板上にシリコン窒化膜32を8nm程度の厚み
で堆積する。
In the step shown in FIG. 10B, the capacitor electrode 31 including the contact portion 29 is formed by etching the polysilicon film 30 into a desired pattern.
Next, a silicon nitride film 32 is deposited on the substrate to a thickness of about 8 nm.

【0108】その後の工程の図示は省略するが、このシ
リコン窒化膜32の酸化を行って、図9に示すシリコン
窒化酸化膜33を形成する。そのときの酸化条件は、例
えばドライ雰囲気中で、温度が850℃で、時間が30
分間である。その後は、基板上にポリシリコン膜を形成
し、所望のパターンにエッチングしてプレート電極34
を形成する。このとき、プレート電極34が除去された
部分では、下地のシリコン窒化酸化膜33も同時に除去
しておく。その後、所定条件下における熱処理により流
動する第3の絶縁膜としての第2のBPSG膜35を堆
積し、例えば、850℃、窒素雰囲気中で30分間の熱
処理を行うことで、第2のBPSG膜35を平坦化す
る。その後、所望の配線を行うことで、半導体装置が完
成する。
Although illustration of subsequent steps is omitted, the silicon nitride film 32 is oxidized to form a silicon nitride oxide film 33 shown in FIG. The oxidation conditions at that time are, for example, in a dry atmosphere, at a temperature of 850 ° C. and for a time of 30 minutes.
Minutes. Thereafter, a polysilicon film is formed on the substrate, and is etched into a desired pattern to form a plate electrode 34.
To form At this time, in the portion where the plate electrode 34 has been removed, the underlying silicon nitride oxide film 33 is also removed at the same time. Thereafter, a second BPSG film 35 as a third insulating film which flows by heat treatment under predetermined conditions is deposited, and is subjected to a heat treatment at, for example, 850 ° C. in a nitrogen atmosphere for 30 minutes. 35 is flattened. Thereafter, by performing desired wiring, a semiconductor device is completed.

【0109】本実施形態に係る半導体装置により、第2
のBPSG膜35を平坦化するための熱処理を行う際
に、プレート電極34の下方以外の領域にはシリコン窒
化酸化膜33が存在しない。すなわち、シリコン窒化酸
化膜33の上面はポリシリコン膜で構成されるプレート
電極34によって覆われている。したがって、上層の層
間絶縁膜の平坦化工程において、下層の層間絶縁膜が流
動化してもシリコン窒化酸化膜35の変形に抗する応力
がプレート電極34によって与えられるので、シリコン
窒化酸化膜33にシワあるいはクラックが発生しない。
The semiconductor device according to the present embodiment provides the second
When performing the heat treatment for planarizing the BPSG film 35, the silicon nitride oxide film 33 does not exist in a region other than below the plate electrode 34. That is, the upper surface of the silicon oxynitride film 33 is covered with the plate electrode 34 made of the polysilicon film. Therefore, in the flattening step of the upper interlayer insulating film, even if the lower interlayer insulating film is fluidized, the stress against the deformation of the silicon oxynitride film 35 is applied by the plate electrode 34, so that the silicon oxynitride film 33 is wrinkled. Alternatively, no crack occurs.

【0110】このように、支持膜を窒化膜の上又は下の
いずれに設ける場合にも、支持膜が共通の投射平面にお
いて窒化膜の形成領域を含む領域を少なくとも占めるよ
うに、つまり、支持膜を窒化膜と同じ平面形状にする
か、窒化膜よりも広くすることにより、所定条件下にお
ける熱処理の際に、窒化膜のシワあるいはクラックの発
生を防止できる。
As described above, regardless of whether the supporting film is provided above or below the nitride film, the supporting film occupies at least the region including the region where the nitride film is formed on the common projection plane, that is, the supporting film. Is formed in the same planar shape as the nitride film or wider than the nitride film, it is possible to prevent generation of wrinkles or cracks in the nitride film during heat treatment under predetermined conditions.

【0111】また、本実施形態では、シリコン窒化膜3
2を熱酸化してシリコン窒化酸化膜33を形成する際に
はプレート電極34はまだ存在していないし、シリコン
窒化膜33の下方に第2の実施形態のごときシリコン酸
化膜9も形成されていないが、この酸化工程においてシ
リコン窒化膜32にシワあるいはクラックが発生するこ
とはない。上記第2の実施形態とは異なり、第1のBP
SG膜28内の不純物濃度の上限が低く、また、シリコ
ン窒化膜32を酸化する工程における熱処理温度も低い
からである。本発明者の実験によると、第1のBPSG
膜28内の不純物濃度が、リン濃度が5.0wt%以
下、ボロン濃度が6.0wt%以下であれば、第1のB
PSG膜28を平坦化するための熱処理温度より低い温
度でシリコン窒化膜32をドライ酸化しながら、シリコ
ン窒化膜32におけるシワあるいはクラックの発生を防
止できることが分かっている。ただし、第1のBPSG
膜28内の不純物濃度が低いため、平坦化の熱処理後の
平坦性は、第2の実施形態よりはやや劣る。
In this embodiment, the silicon nitride film 3
When the silicon nitride oxide film 33 is formed by thermally oxidizing 2, the plate electrode 34 does not yet exist, and the silicon oxide film 9 as in the second embodiment is not formed below the silicon nitride film 33. However, no wrinkles or cracks occur in the silicon nitride film 32 in this oxidation step. Unlike the second embodiment, the first BP
This is because the upper limit of the impurity concentration in the SG film 28 is low, and the heat treatment temperature in the step of oxidizing the silicon nitride film 32 is also low. According to the experiment of the inventor, the first BPSG
If the impurity concentration in the film 28 is not more than 5.0 wt% of phosphorus and not more than 6.0 wt% of boron, the first B
It has been found that wrinkles or cracks in the silicon nitride film 32 can be prevented while the silicon nitride film 32 is dry-oxidized at a temperature lower than the heat treatment temperature for planarizing the PSG film 28. However, the first BPSG
Since the impurity concentration in the film 28 is low, the flatness after the heat treatment for flattening is slightly inferior to that of the second embodiment.

【0112】図11は、斯かる不具合を回避するための
変形形態の半導体装置の構造を示す断面図である。この
変形形態では、第1のBPSG膜28は、その平坦性を
向上すべく膜内の不純物濃度が高くされており、さらに
第1のBPSG膜28とシリコン窒化酸化膜33との間
には、所定条件における熱処理によっては流動しない支
持膜として第2の実施形態と同じシリコン酸化膜9が介
在している。このシリコン酸化膜9の存在によって、図
10(B)に示す状態からシリコン窒化膜32を酸化す
る工程においても、シリコン窒化膜32のクラックある
いはシワを防止することができる。なお、図11に示す
半導体装置の構造は、シリコン酸化膜9が設けられてい
る点を除くと、上述の図9に示す半導体装置の構造と同
じである。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a structure of a semiconductor device according to a modification for avoiding such a problem. In this modification, the first BPSG film 28 has a high impurity concentration in the film to improve its flatness, and furthermore, the first BPSG film 28 and the silicon oxynitride film 33 have The same silicon oxide film 9 as in the second embodiment is interposed as a support film that does not flow due to heat treatment under predetermined conditions. Due to the presence of the silicon oxide film 9, even in the step of oxidizing the silicon nitride film 32 from the state shown in FIG. 10B, cracks or wrinkles of the silicon nitride film 32 can be prevented. The structure of the semiconductor device shown in FIG. 11 is the same as the structure of the above-described semiconductor device shown in FIG. 9 except that a silicon oxide film 9 is provided.

【0113】さらに、シリコン窒化膜32の酸化条件が
第1のBPSG膜28の流動性に与える影響として、パ
イロ雰囲気中で行われるときよりもドライ雰囲気中で行
われるときの方が発生しにくいことが、実験により確認
されている。これは、ドライ雰囲気中のときにシリコン
窒化膜32を通過する酸素よりも、パイロ雰囲気中のと
きにシリコン窒化膜32を通過する水蒸気の方が、第1
のBPSG膜28をより流動しやすくするためと思われ
る。
Further, the influence of the oxidation condition of the silicon nitride film 32 on the fluidity of the first BPSG film 28 is that it is less likely to occur in a dry atmosphere than in a pyro atmosphere. Has been confirmed by experiments. This is because the water vapor passing through the silicon nitride film 32 in the pyro atmosphere is more likely to be the first water vapor than the oxygen passing through the silicon nitride film 32 in the dry atmosphere.
This seems to make the BPSG film 28 flow more easily.

【0114】また、シリコン窒化膜32の堆積方法がシ
リコン窒化膜に与える影響としては、その堆積前に窒素
あるいはアンモニア雰囲気中で下地の熱処理(前処理)
を行うことで、クラックあるいはシワをより確実に防止
することができることが確認された。これは、窒素ある
いはアンモニア雰囲気中で前処理を行うことで、第1の
BPSG膜28上のシリコン窒化膜32が前処理をしな
い場合より厚くなるので、シリコン窒化膜32を通過す
る酸素の量が減り、これにより、第1のBPSG膜28
が流動しにくくなるためと思われる。前処理の有無によ
りシリコン窒化膜の膜厚が異なるのは、下地の状態の差
によって堆積が開始する時期に相違が生じるからであ
る。この場合、窒化雰囲気中で前処理したBPSG膜上
でシリコン窒化膜の堆積が開始される時期に対して、な
にも前処理をしていないBPSG膜上でシリコン窒化膜
の堆積が開始される時期には遅れが生じる。
The effect of the method of depositing the silicon nitride film 32 on the silicon nitride film is as follows: before the deposition, heat treatment (pretreatment) of the underlayer in a nitrogen or ammonia atmosphere.
It was confirmed that cracks or wrinkles could be more reliably prevented by performing the above. This is because, by performing the pretreatment in a nitrogen or ammonia atmosphere, the silicon nitride film 32 on the first BPSG film 28 becomes thicker than when the pretreatment is not performed, so that the amount of oxygen passing through the silicon nitride film 32 is reduced. The first BPSG film 28
This is probably due to the difficulty of flowing. The reason why the thickness of the silicon nitride film varies depending on whether or not the pretreatment is performed is that a difference occurs in a timing at which the deposition starts depending on a difference in the state of the base. In this case, the deposition of the silicon nitride film is started on the BPSG film that has not been subjected to any pretreatment, while the deposition of the silicon nitride film is started on the BPSG film that has been pretreated in the nitriding atmosphere. Timing is delayed.

【0115】(第5の実施形態) 次に、第4の実施形態のようなプレート電極の下方のみ
に窒化膜を設けたDRAMセルの構造を、円筒形スタッ
ク型DRAMセル構造に適用した第5の実施形態につい
て説明する。
(Fifth Embodiment) Next, the structure of a DRAM cell in which a nitride film is provided only below a plate electrode as in the fourth embodiment is applied to a cylindrical stacked DRAM cell structure. An embodiment will be described.

【0116】図12は、第5の実施形態に係る半導体装
置である円筒形スタック型DRAMセルの断面図であ
る。図12において、特徴部分をわかりやすくするため
に、ゲート電極、LOCOS分離およびビット線の図示
が省略されている。この半導体装置は、シリコン基板1
と、所定条件下における熱処理により流動する第1の絶
縁膜としての第1のBPSG膜37と、ウエットエッチ
ングストッパーとしてのシリコン窒化膜38と、シリコ
ン基板内の活性領域に接続されるコンタクト部39を含
む円筒形容量電極44と、容量絶縁膜として機能する第
2の絶縁膜としてのシリコン窒化酸化膜43xと、支持
膜としても機能するプレート電極45と、所定条件下に
おける熱処理により流動する第3の絶縁膜としての第2
のBPSG膜46とを備えている。
FIG. 12 is a sectional view of a cylindrical stacked DRAM cell which is a semiconductor device according to the fifth embodiment. In FIG. 12, the gate electrode, the LOCOS isolation, and the bit line are not shown for easy understanding of the characteristic portion. This semiconductor device has a silicon substrate 1
And a first BPSG film 37 as a first insulating film flowing by heat treatment under predetermined conditions, a silicon nitride film 38 as a wet etching stopper, and a contact portion 39 connected to an active region in the silicon substrate. A cylindrical capacitor electrode 44, a silicon oxynitride film 43x as a second insulating film functioning as a capacitor insulating film, a plate electrode 45 also functioning as a supporting film, and a third fluidized by heat treatment under predetermined conditions. Second as insulating film
Of the BPSG film 46.

【0117】次に、図12に示す半導体装置の製造方法
について、図13(A)〜(D)を参照しながら説明す
る。ただし、図13(A)〜(D)において、特徴部分
をわかりやすくするために、ゲート電極、LOCOS分
離およびビット線の図示が省略されている。
Next, a method of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 12 will be described with reference to FIGS. However, in FIGS. 13A to 13D, illustration of a gate electrode, LOCOS isolation, and a bit line is omitted for easy understanding of a characteristic portion.

【0118】まず、図13(A)に示す工程では、シリ
コン基板1上に、所定条件下における熱処理により流動
する第1の絶縁膜として第1のBPSG膜37を堆積す
る。このとき、第1のBPSG膜37内の不純物濃度
は、リン濃度が5.0wt%以下、ボロン濃度が6.0
wt%以下である。次に、第1のBPSG膜37を平坦
化するための熱処理を行う。例えば、850℃、窒素雰
囲気中で30分間の熱処理を行うことで、第1のBPS
G膜37は平坦化される。次に、円筒形スタックセルを
形成するときのウエットエッチングストッパーとしての
シリコン窒化膜38を形成する。その後、シリコン窒化
膜38及び第1のBPSG膜37にコンタクトホールを
開口した後、コンタクトホールを含む基板上にポリシリ
コンを堆積し、コンタクト部39と、シリコン窒化膜3
8上のポリシリコン膜40とを形成する。次に、ポリシ
リコン膜40の上にシリコン酸化膜41を形成する。
First, in the step shown in FIG. 13A, a first BPSG film 37 is deposited on the silicon substrate 1 as a first insulating film flowing by heat treatment under predetermined conditions. At this time, the impurity concentration in the first BPSG film 37 is such that the phosphorus concentration is 5.0 wt% or less and the boron concentration is 6.0%.
wt% or less. Next, a heat treatment for planarizing the first BPSG film 37 is performed. For example, by performing a heat treatment at 850 ° C. in a nitrogen atmosphere for 30 minutes, the first BPS
The G film 37 is flattened. Next, a silicon nitride film 38 as a wet etching stopper for forming a cylindrical stack cell is formed. Then, after opening a contact hole in the silicon nitride film 38 and the first BPSG film 37, polysilicon is deposited on the substrate including the contact hole, and a contact portion 39 and the silicon nitride film 3 are formed.
8 and a polysilicon film 40 are formed. Next, a silicon oxide film 41 is formed on the polysilicon film 40.

【0119】図13(B)に示す工程では、シリコン酸
化膜41を所望のセル形状となるようにパターニングし
た後、基板上にポリシリコン膜42を堆積する。この
時、ポリシリコン膜42を堆積する前に、ポリシリコン
膜40上に形成された自然酸化膜を除去しておく。
In the step shown in FIG. 13B, after patterning the silicon oxide film 41 into a desired cell shape, a polysilicon film 42 is deposited on the substrate. At this time, before depositing the polysilicon film 42, the natural oxide film formed on the polysilicon film 40 is removed.

【0120】図13(C)に示す工程では、ポリシリコ
ン膜42の異方性エッチングを行って、シリコン酸化膜
41の側面上を除くポリシリコン膜を除去し、コンタク
ト部39を含む円筒形容量電極44を形成する。
In the step shown in FIG. 13C, the polysilicon film 42 is anisotropically etched to remove the polysilicon film except on the side surface of the silicon oxide film 41, and the cylindrical capacitor including the contact portion 39 is removed. An electrode 44 is formed.

【0121】図13(D)に示す工程では、シリコン窒
化膜38をウエットエッチングストッパーとしてウエッ
トエッチングを行い、円筒核であるシリコン酸化膜41
のみを除去する。次に、基板上にシリコン窒化膜43を
8nm程度の厚みで堆積し、シリコン窒化膜38及び円
筒形容量電極44の露出した表面をシリコン窒化膜43
で覆う。
In the step shown in FIG. 13D, wet etching is performed using the silicon nitride film 38 as a wet etching stopper to form a silicon oxide film 41 as a cylindrical nucleus.
Remove only Next, a silicon nitride film 43 is deposited on the substrate to a thickness of about 8 nm, and the exposed surfaces of the silicon nitride film 38 and the cylindrical capacitor electrode 44 are covered with the silicon nitride film 43.
Cover with.

【0122】後の工程の図示は省略するが、シリコン窒
化膜43の酸化をすることで図12に示すシリコン窒化
酸化膜43xを形成する。そのときの酸化条件は、例え
ばパイロ雰囲気中で、温度が800℃で、時間が30分
間程度である。その後、基板上にポリシリコン膜を堆積
し所望のパターンにエッチングすることで、図12に示
すプレート電極45を形成する。このプレート電極45
のエッチングを行う際、プレート電極45の下方以外の
領域では、下地のシリコン窒化酸化膜43xおよびウエ
ットエッチングストッパーとしてのシリコン窒化膜38
も同時に除去しておく。その後、図12に示す第3の絶
縁膜としての第2のBPSG膜46を堆積し、例えば、
850℃、窒素雰囲気中で30分間の熱処理を行うこと
で、第2のBPSG膜46を平坦化する。その後、所望
の配線を行うことで、半導体装置を完成する。
Although illustration of the subsequent steps is omitted, the silicon nitride film 43 is oxidized to form a silicon nitride oxide film 43x shown in FIG. The oxidation conditions at that time are, for example, a temperature of 800 ° C. and a time of about 30 minutes in a pyro atmosphere. Thereafter, a plate electrode 45 shown in FIG. 12 is formed by depositing a polysilicon film on the substrate and etching it into a desired pattern. This plate electrode 45
When etching is performed, in a region other than below the plate electrode 45, the underlying silicon nitride oxide film 43x and the silicon nitride film 38 as a wet etching stopper are formed.
Is also removed at the same time. Thereafter, a second BPSG film 46 as a third insulating film shown in FIG.
The second BPSG film 46 is planarized by performing a heat treatment at 850 ° C. in a nitrogen atmosphere for 30 minutes. Thereafter, by performing desired wiring, a semiconductor device is completed.

【0123】本実施形態の半導体装置により、第2のB
PSG膜46を平坦化するための熱処理を行う際に、プ
レート電極45の下方以外の領域ではシリコン窒化酸化
膜43xおよびウエットエッチングストッパーとしての
シリコン窒化膜38が存在しないので、上述の第4の実
施形態と同様に、シリコン窒化膜38及びシリコン窒化
酸化膜43xにシワあるいはクラックが発生しない。
According to the semiconductor device of this embodiment, the second B
When performing a heat treatment for planarizing the PSG film 46, the silicon nitride oxide film 43x and the silicon nitride film 38 as a wet etching stopper do not exist in a region other than below the plate electrode 45. Similar to the embodiment, no wrinkles or cracks occur in the silicon nitride film 38 and the silicon nitride oxide film 43x.

【0124】本実施形態では、シリコン窒化膜43を熱
酸化してシリコン窒化酸化膜43xを形成する際にはプ
レート電極45はまだ存在していないし、シリコン窒化
膜43及びシリコン窒化膜38の下方に第3の実施形態
のごときシリコン酸化膜17も形成されていないが、こ
の酸化工程においてシリコン窒化膜38及びシリコン窒
化酸化膜43xにシワあるいはクラックが発生すること
はない。上記第3の実施形態とは異なり、第1のBPS
G膜37内の不純物濃度の上限が低く、また、シリコン
窒化膜43を酸化する際の熱処理温度も低いからであ
る。このように熱酸化工程でBPSG膜を流動させない
ための条件については、以下に、詳細に説明する。
In the present embodiment, when the silicon nitride film 43 is thermally oxidized to form the silicon nitride oxide film 43x, the plate electrode 45 does not yet exist, and the plate electrode 45 does not exist below the silicon nitride film 43 and the silicon nitride film 38. Although the silicon oxide film 17 is not formed as in the third embodiment, wrinkles or cracks do not occur in the silicon nitride film 38 and the silicon nitride oxide film 43x in this oxidation step. Unlike the third embodiment, the first BPS
This is because the upper limit of the impurity concentration in the G film 37 is low, and the heat treatment temperature for oxidizing the silicon nitride film 43 is also low. The conditions for preventing the BPSG film from flowing in the thermal oxidation process will be described in detail below.

【0125】下記表1に、BPSG膜中のリン濃度及び
ボロン濃度と、熱酸化温度とを変えて、シリコン窒化膜
の熱酸化を行った場合のシリコン窒化膜の皺の発生状態
を調べた結果を示す。ただし、〇はシワが発生しなかっ
た条件、Xはシワが発生した条件、Δはシワが発生する
臨界的な条件をそれぞれ示す。
Table 1 below shows the results of examining the state of wrinkling of the silicon nitride film when the silicon nitride film was thermally oxidized while changing the phosphorus concentration and boron concentration in the BPSG film and the thermal oxidation temperature. Is shown. Here, 〇 indicates a condition in which no wrinkle occurred, X indicates a condition in which wrinkle occurred, and Δ indicates a critical condition in which wrinkle occurred.

【0126】[0126]

【表1】 [Table 1]

【0127】以上の実験において、BPSG膜の流動化
温度は全て850℃である。リンやボロンの濃度が低く
なると、BPSG膜の流動化の度合いが悪くなり、平坦
性が悪化するので、850℃の熱処理による流動化を生
ぜしめる場合には、リンの濃度が5.5重量%で、ボロ
ンの濃度が3.8重量%という組成が限界であり、これ
よりも低濃度にすることはできないと思われる。この
時、820℃の熱処理によってはシワが生じていない。
In the above experiments, the fluidization temperature of the BPSG film was 850 ° C. When the concentration of phosphorus or boron decreases, the degree of fluidization of the BPSG film deteriorates, and the flatness deteriorates. Therefore, when fluidization by heat treatment at 850 ° C. occurs, the concentration of phosphorus is 5.5% by weight. Therefore, the composition having a boron concentration of 3.8% by weight is the limit, and it seems that the concentration cannot be lower than this. At this time, no wrinkles were generated by the heat treatment at 820 ° C.

【0128】以上の実験からわかるように、BPSG膜
が流動化する温度が830℃以上の温度(例えば850
℃)であれば、熱酸化温度を820℃以下の温度(例え
ば800℃)とすれば、BPSG膜を流動化させること
なくシリコン窒化膜を熱酸化することができるので、支
持膜がなくても熱酸化工程におけるシリコン窒化膜の変
形を防止できる。
As can be seen from the above experiment, the temperature at which the BPSG film is fluidized is 830 ° C. or higher (for example, 850 ° C.).
° C), if the thermal oxidation temperature is 820 ° C or lower (eg, 800 ° C), the silicon nitride film can be thermally oxidized without fluidizing the BPSG film. Deformation of the silicon nitride film in the thermal oxidation step can be prevented.

【0129】ただし、リンとボロンの濃度の調整によっ
ては、リンの濃度が2.0〜6.0重量%で、ボロンの
濃度が1.0〜4.0重量%であれば、本発明の効果は
ある程度得られる。
However, depending on the adjustment of the concentration of phosphorus and boron, if the concentration of phosphorus is 2.0 to 6.0% by weight and the concentration of boron is 1.0 to 4.0% by weight, the present invention can be used. The effect is obtained to some extent.

【0130】このような方法は、支持膜をプレート電極
で構成して、別途シリコン酸化膜からなる支持膜を設け
ないようにしたDRAMセルを形成する際に適した方法
であり、図9に示す第4の実施形態にも適用しうる方法
である。
Such a method is suitable for forming a DRAM cell in which the supporting film is constituted by a plate electrode and a separate supporting film made of a silicon oxide film is not provided, and is shown in FIG. This is a method applicable to the fourth embodiment.

【0131】なお、シリコン窒化膜43を酸化するとき
に、例えば第1のBPSG膜37の平坦度を向上させた
いなどのために、第1のBPSG膜37が流動化するよ
うな条件で熱処理を行わざるを得ない場合には、シリコ
ン窒化膜38の下方にシリコン酸化膜を形成しておけば
よい。
When oxidizing the silicon nitride film 43, for example, in order to improve the flatness of the first BPSG film 37, a heat treatment is performed under conditions such that the first BPSG film 37 is fluidized. If it has to be performed, a silicon oxide film may be formed below the silicon nitride film 38.

【0132】図14は、斯かる変形形態の半導体装置の
構造を示す断面図である。この変形形態では、第1のB
PSG膜37は、その平坦性を向上すべく膜内の不純物
濃度が高くされており、さらに第1のBPSG膜37と
シリコン窒化膜38との間には、所定条件における熱処
理によっては流動しない支持膜として第3の実施形態と
同じシリコン酸化膜17が介在している。このシリコン
酸化膜17の存在によって、図13(D)に示す状態か
らシリコン窒化膜43を酸化する工程においても、シリ
コン窒化膜38及びシリコン窒化酸化膜43xのクラッ
クあるいはシワを防止することができる。なお、図14
に示す半導体装置の構造は、シリコン酸化膜17が設け
られている点を除くと、上述の図12に示す半導体装置
の構造と同じである。この変形形態では、シリコン酸化
膜17を付加することで、より安定したプロセスを実現
することができる。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing the structure of a semiconductor device according to such a modification. In this variant, the first B
The PSG film 37 has a high impurity concentration in the film in order to improve its flatness. Further, the PSG film 37 does not flow between the first BPSG film 37 and the silicon nitride film 38 due to heat treatment under predetermined conditions. The same silicon oxide film 17 as in the third embodiment is interposed as a film. Due to the presence of the silicon oxide film 17, cracks or wrinkles of the silicon nitride film 38 and the silicon nitride oxide film 43x can be prevented even in the step of oxidizing the silicon nitride film 43 from the state shown in FIG. FIG.
The structure of the semiconductor device shown in FIG. 12 is the same as the structure of the semiconductor device shown in FIG. 12 except that a silicon oxide film 17 is provided. In this modification, a more stable process can be realized by adding the silicon oxide film 17.

【0133】(上記各実施形態の変形形態) なお、上記円筒スタック型DRAMセルに関する各実施
形態では、エッチングストッパー膜は全てシリコン窒化
膜により構成されているが、本発明は斯かる実施形態に
限定されるものではない。四珪酸エチル(Tetra-Ethyl-
Oxy-Silane TEOS)等の熱分解によって形成される
シリコン酸化膜であるTEOS膜もポリシリコン膜やB
PSG膜に対する大きなエッチング選択比を発揮するこ
とができるので、例えば、図5,図7,図12,図14
におけるシリコン窒化膜18,38の代わりに、TEO
S膜を用いてもよい。ただし、TEOS膜をエッチング
ストッパ膜として用いる場合は、円筒型容量電極の核と
なる膜(図6(a)に示す膜21)をBPSG膜により
構成する。その場合、TEOS膜は、支持膜としての機
能つまり容量絶縁膜の変形を阻止する機能を発揮できる
ので、別途支持膜は不要である。
(Modifications of Each of the Above Embodiments) In each of the above embodiments related to the cylindrical stack type DRAM cell, the etching stopper films are all made of silicon nitride films, but the present invention is limited to such embodiments. It is not something to be done. Ethyl tetrasilicate (Tetra-Ethyl-
Oxy-Silane TEOS) is a silicon oxide film formed by thermal decomposition.
Since a large etching selectivity with respect to the PSG film can be exhibited, for example, as shown in FIG. 5, FIG. 7, FIG. 12, FIG.
TEO instead of the silicon nitride films 18 and 38 in
An S film may be used. However, when the TEOS film is used as the etching stopper film, the film (the film 21 shown in FIG. 6A) serving as the nucleus of the cylindrical capacitor electrode is formed of the BPSG film. In that case, the TEOS film can exhibit a function as a supporting film, that is, a function of preventing deformation of the capacitor insulating film, and thus does not require a separate supporting film.

【0134】なお、上記第2〜第5の実施形態におい
て、コンタクトホールを開口する前に、基板上に酸化膜
とのエッチング選択比のある膜を堆積した後、コンタク
トホールを開口すると、コンタクトホールのサイズがエ
ッチング後に大きくなることがない。
In the second to fifth embodiments, a film having an etching selectivity with respect to an oxide film is deposited on the substrate before opening the contact hole, and then the contact hole is opened. Does not increase after etching.

【0135】図15(A)〜(B)は、第2の実施形態
の製造工程のうちコンタクトホールを形成する工程にお
いて、酸化膜とのエッチング選択比の高いエッジ保持用
膜であるポリシリコン膜47を形成した場合と、ポリシ
リコン膜を形成していない場合(第2の実施形態)との
コンタクトホールの形状の相違を示す図である。図15
(A)に示すように、シリコン酸化膜9の上に酸化膜と
のエッチング選択比の高いポリシリコン膜47を形成し
ている場合には、ポリシリコン膜47が存在することに
より、エッチング条件がばらついたときでも、図15
(B)に示すようなコンタクトホール上部の広がりが生
じない。
FIGS. 15A and 15B show a polysilicon film which is an edge-holding film having a high etching selectivity with an oxide film in the step of forming a contact hole in the manufacturing process of the second embodiment. FIG. 11 is a diagram showing a difference in the shape of a contact hole between a case where a 47 is formed and a case where a polysilicon film is not formed (second embodiment). FIG.
As shown in (A), when the polysilicon film 47 having a high etching selectivity with respect to the oxide film is formed on the silicon oxide film 9, the etching condition is reduced due to the presence of the polysilicon film 47. Fig. 15
The spread of the upper part of the contact hole as shown in FIG.

【0136】また、上記各実施形態では、所定条件下に
おける熱処理によって流動する特性を有する第1の絶縁
膜をBPSG膜で構成したが、本発明はかかる実施形態
に限定されるものではない。例えば燐の代わりにヒ素を
添加したものや、フッ素を添加することでさらに低温で
流動する特性を与えた絶縁膜についても、本発明を適用
できることはいうまでもない。
Further, in each of the above embodiments, the first insulating film having the property of flowing by the heat treatment under the predetermined condition is formed of the BPSG film, but the present invention is not limited to such an embodiment. For example, it is needless to say that the present invention can be applied to an insulating film to which arsenic is added instead of phosphorus or an insulating film having a characteristic of flowing at a lower temperature by adding fluorine.

【0137】さらに、上記各実施形態では、支持膜を、
第1の絶縁膜である下層層間絶縁膜とシリコン窒化膜と
の間に設けるようにしたが、本発明は斯かる実施形態に
限定されるものではなく、例えばシリコン窒化膜とその
上の上層絶縁膜との間に支持膜としてのシリコン酸化膜
等を形成するようにしても、上層の層間絶縁膜の平坦化
処理等の際に、シリコン窒化膜のシワやクラックの発生
を確実に防止することができる。
Furthermore, in each of the above embodiments, the supporting film is
Although the first insulating film is provided between the lower interlayer insulating film and the silicon nitride film, the present invention is not limited to such an embodiment. For example, the silicon nitride film and the upper insulating Even if a silicon oxide film or the like is formed as a support film between the film and the film, it is necessary to surely prevent wrinkles and cracks in the silicon nitride film during the planarization of the upper interlayer insulating film. Can be.

【0138】なお、上記DRAMセルに関する各実施形
態では、第1の絶縁膜は全て基板直上のいわゆる第1の
層間絶縁膜になっているが、本発明は斯かる実施形態に
限定されるものではない。DRAMセルの種類によって
は、容量電極が第2層間絶縁膜あるいはそのさらに上層
の層間絶縁膜の上に形成される場合もあり、かかる場合
における第1の絶縁膜とは、直下方の層間絶縁膜あるい
は下方の全ての層間絶縁膜をいうことになる。
In each of the embodiments relating to the DRAM cell, the first insulating film is a so-called first interlayer insulating film immediately above the substrate. However, the present invention is not limited to such an embodiment. Absent. Depending on the type of the DRAM cell, the capacitor electrode may be formed on the second interlayer insulating film or an interlayer insulating film further above the second interlayer insulating film. In such a case, the first insulating film is defined as the interlayer insulating film immediately below. Alternatively, it means all the lower interlayer insulating films.

【0139】[0139]

【発明の効果】本発明の半導体装置によれば、リフロー
特性を有する第1の絶縁膜のその上に窒化シリコンを含
む第2の絶縁膜とを設けた半導体装置において、窒化シ
リコンを含む絶縁膜の上又は下に所定条件下における熱
処理では流動せずに窒化膜の変形に抗する応力を与える
特性を有する支持膜を設けるようにしたので、その後の
工程で所定条件下における熱処理のために第1の絶縁膜
が流動することがあっても、支持膜によって第2の絶縁
膜の変形が妨げられ、第2の絶縁膜におけるシワやクラ
ックの発生を確実に防止することができ、よって、半導
体装置の歩留まり,信頼性及び性能の向上を図ることが
できる。
According to the semiconductor device of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising a first insulating film having reflow characteristics and a second insulating film containing silicon nitride provided thereon. A support film having a property of giving a stress against the deformation of the nitride film without flowing in the heat treatment under predetermined conditions is provided above or below, so that in the subsequent process, the heat treatment under the predetermined conditions is performed. Even if the first insulating film flows, the deformation of the second insulating film is hindered by the supporting film, so that wrinkles and cracks in the second insulating film can be reliably prevented. The yield, reliability, and performance of the device can be improved.

【0140】また、半導体装置がシリコン窒化酸化膜か
らなる容量絶縁膜を備えたスタック型DRAMセルの場
合には、第1の絶縁膜である下層層間絶縁膜と第2の絶
縁膜膜との間に支持膜を設けるか、あるいはプレート電
極により支持膜としての機能を持たせるようにしたの
で、容量絶縁膜用のシリコン窒化膜を酸化する工程や上
層の層間絶縁膜を平坦化する工程における容量絶縁膜の
シワやクラックの発生を防止することができ、よって、
スタック型DRAMセルとして機能する半導体装置の歩
留まり,信頼性及び性能の向上を図ることができる。
In the case where the semiconductor device is a stacked DRAM cell provided with a capacitive insulating film made of a silicon oxynitride film, between the lower interlayer insulating film as the first insulating film and the second insulating film. Since a supporting film is provided on the substrate or a function as a supporting film is provided by a plate electrode, the capacitance insulating in the step of oxidizing the silicon nitride film for the capacitive insulating film and the step of flattening the upper interlayer insulating film. The occurrence of wrinkles and cracks in the film can be prevented, and
The yield, reliability, and performance of a semiconductor device functioning as a stacked DRAM cell can be improved.

【0141】さらに、半導体装置がシリコン窒化酸化膜
からなる容量絶縁膜とエッチングストッパー膜とを備え
た円筒形スタック型DRAMセルの場合にも、上記と同
様の手段によって、容量絶縁膜用のシリコン窒化膜を酸
化する工程や上層の層間絶縁膜を平坦化する工程におけ
る容量絶縁膜やエッチングストッパー膜のシワやクラッ
クの発生を防止することができ、よって、円筒形スタッ
ク型DRAMセルとして機能する半導体装置の歩留ま
り,信頼性及び性能の向上を図ることができる。
Further, in the case where the semiconductor device is a cylindrical stack type DRAM cell provided with a capacitor insulating film made of a silicon nitride oxide film and an etching stopper film, the silicon nitride for the capacitor insulating film is formed by the same means as described above. A semiconductor device that can prevent wrinkles and cracks in a capacitive insulating film and an etching stopper film in a step of oxidizing a film and a step of planarizing an upper interlayer insulating film, and thus function as a cylindrical stacked DRAM cell Yield, reliability and performance can be improved.

【0142】これらの半導体装置の構造は、本発明の
導体装置の製造方法によって容易に実現できる。
The structure of these semiconductor devices can be easily realized by the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention .

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

【図1】第1の実施形態に係るポリサイド配線を有する
半導体装置の構造を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a structure of a semiconductor device having a polycide wiring according to a first embodiment.

【図2】第1の実施形態に係る半導体装置の製造工程を
示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view illustrating a manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment;

【図3】第2の実施形態に係るスタック型DRAMセル
の構造を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a structure of a stacked DRAM cell according to a second embodiment.

【図4】第2の実施形態に係るスタック型DRAMセル
の製造工程を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing the stacked DRAM cell according to the second embodiment.

【図5】第3の実施形態に係る円筒形スタック型DRA
Mセルの構造を示す断面図である。
FIG. 5 shows a cylindrical stack type DRA according to a third embodiment.
It is sectional drawing which shows the structure of M cell.

【図6】第3の実施形態に係る円筒形スタック型DRA
Mセルの製造工程を示す断面図である。
FIG. 6 shows a cylindrical stack type DRA according to a third embodiment.
It is sectional drawing which shows the manufacturing process of M cell.

【図7】第3の実施形態の第1の変形形態に係る円筒形
スタック型DRAMセルの製造工程のうちの1つの工程
のみを示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing only one of manufacturing steps of a cylindrical stacked DRAM cell according to a first modification of the third embodiment;

【図8】第3の実施形態の第2の変形形態に係る円筒形
スタック型DRAMセルの製造工程を示す断面図であ
る。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing a cylindrical stacked DRAM cell according to a second modification of the third embodiment.

【図9】第4の実施形態に係るスタック型DRAMセル
の構造を示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a structure of a stacked DRAM cell according to a fourth embodiment.

【図10】第4の実施形態に係るスタック型DRAMセ
ルの製造工程を示す断面図である。
FIG. 10 is a sectional view illustrating a manufacturing process of the stacked DRAM cell according to the fourth embodiment;

【図11】第4の実施形態の変形形態に係るスタック型
DRAMセルの構造を示す断面図である。
FIG. 11 is a sectional view showing the structure of a stacked DRAM cell according to a modification of the fourth embodiment.

【図12】第5の実施形態に係る円筒形スタック型DR
AMセルの構造を示す断面図である。
FIG. 12 shows a cylindrical stack type DR according to a fifth embodiment.
It is sectional drawing which shows the structure of an AM cell.

【図13】第5の実施形態に係る円筒形スタック型DR
AMセルの製造工程を示す断面図である。
FIG. 13 shows a cylindrical stack type DR according to a fifth embodiment.
It is sectional drawing which shows the manufacturing process of an AM cell.

【図14】第5の実施形態の変形形態に係る円筒形スタ
ック型DRAMセルの構造を示す断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a structure of a cylindrical stacked DRAM cell according to a modification of the fifth embodiment.

【図15】その他の実施形態におけるコンタクトホール
のサイズの拡大防止のための変形形態を説明するための
断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view for explaining a modification for preventing an increase in the size of a contact hole in another embodiment.

【図16】従来のポリサイド構造を有する半導体装置の
構造を示す断面図である。
FIG. 16 is a sectional view showing a structure of a conventional semiconductor device having a polycide structure.

【図17】従来のスタック型DRAMセルの構造を示す
断面図である。
FIG. 17 is a sectional view showing the structure of a conventional stacked DRAM cell.

【図18】従来の円筒形スタック型DRAMセルの構造
を示す断面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a structure of a conventional cylindrical stack type DRAM cell.

【図19】従来の半導体装置におけるシリコン窒化膜の
シワあるいはクラックの発生状態を示す断面図である。
FIG. 19 is a cross-sectional view showing a state in which wrinkles or cracks have occurred in a silicon nitride film in a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 2 ゲート電極 3 第1のBPSG膜 4 ポリサイド配線 5 シリコン酸化膜 6 シリコン窒化膜 7 第2のBPSG膜 8 BPSG膜 9 シリコン酸化膜 10 コンタクト部 11 ポリシリコン膜 12 容量電極 13 シリコン窒化膜 14 シリコン窒化酸化膜 15 プレート電極 16 BPSG膜 17 シリコン酸化膜 18 シリコン窒化膜 20 ポリシリコン膜 21 シリコン酸化膜 22 ポリシリコン膜 23 シリコン窒化膜 23x シリコン窒化酸化膜 24 円筒形容量電極 25 プレート電極 26 BPSG膜 27 シリコン酸化膜 28 第1のBPSG膜 29 コンタクト部 30 ポリシリコン膜 31 容量電極 32 シリコン窒化膜 33 シリコン窒化酸化膜 34 プレート電極 35 第2のBPSG膜 37 第1のBPSG膜 38 シリコン窒化膜 39 コンタクト部 40 ポリシリコン膜 41 シリコン酸化膜 42 ポリシリコン膜 43 シリコン窒化膜 44 円筒形容量電極 45 プレート電極 46 第2のBPSG膜 47 ポリシリコン膜 Reference Signs List 1 silicon substrate 2 gate electrode 3 first BPSG film 4 polycide wiring 5 silicon oxide film 6 silicon nitride film 7 second BPSG film 8 BPSG film 9 silicon oxide film 10 contact portion 11 polysilicon film 12 capacitance electrode 13 silicon nitride film Reference Signs List 14 silicon nitride oxide film 15 plate electrode 16 BPSG film 17 silicon oxide film 18 silicon nitride film 20 polysilicon film 21 silicon oxide film 22 polysilicon film 23 silicon nitride film 23x silicon nitride oxide film 24 cylindrical capacity electrode 25 plate electrode 26 BPSG Film 27 silicon oxide film 28 first BPSG film 29 contact part 30 polysilicon film 31 capacitance electrode 32 silicon nitride film 33 silicon nitride oxide film 34 plate electrode 35 second BPSG film 37 first BPSG film 38 Silicon nitride film 39 contact portion 40 polysilicon film 41 silicon oxide film 42 polysilicon film 43 silicon nitride film 44 cylindrical capacitor electrode 45 plate electrode 46 second BPSG film 47 polysilicon film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 27/04 H01L 27/10 621B 27/108 621C 651 (56)参考文献 特開 平6−188239(JP,A) 特開 昭61−81657(JP,A) 特開 昭63−126251(JP,A) 特開 平3−220725(JP,A) 特開 平11−74480(JP,A) 特開 平6−21393(JP,A) 特開 平10−223897(JP,A) 特開 平8−204147(JP,A) 特開 平11−195713(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/312 H01L 21/314 H01L 21/316 H01L 21/318 H01L 21/3205 H01L 21/768 H01L 21/8242 H01L 27/108 ──────────────────────────────────────────────────の Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI H01L 27/04 H01L 27/10 621B 27/108 621C 651 (56) References JP-A-6-188239 (JP, A) JP JP-A-61-81657 (JP, A) JP-A-63-126251 (JP, A) JP-A-3-220725 (JP, A) JP-A-11-74480 (JP, A) JP-A-6-21393 (JP) JP-A-10-223897 (JP, A) JP-A-8-204147 (JP, A) JP-A-11-195713 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB Name) H01L 21/312 H01L 21/314 H01L 21/316 H01L 21/318 H01L 21/3205 H01L 21/768 H01L 21/8242 H01L 27/108

Claims (35)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体領域を有する基板と、 上記半導体領域の上に形成され、所定条件下における熱
処理により流動する特性を有する第1の絶縁膜と、 上記第1の絶縁膜の上に形成され、少なくとも窒化シリ
コンを含む膜、又は、シリコン窒化酸化膜のいずれかか
らなる第2の絶縁膜と、上記第1の絶縁膜の上方に形成され、上記所定条件下に
おける熱処理により流動する特性を有する第3の絶縁膜
と、 上記第1の絶縁膜と上記第2の絶縁膜との間に介設さ
れ、 上記熱処理による上記第2の絶縁膜の変形に抗する
応力を上記第2の絶縁膜に与える機能を有する支持膜と
を備えていることを特徴とする半導体装置。
A substrate having a semiconductor region, a first insulating film formed on the semiconductor region and having a property of flowing by heat treatment under predetermined conditions, and a first insulating film formed on the first insulating film. is, film containing at least silicon nitride, or any one of a silicon nitride oxide film
Ranaru a second insulating film formed above the first insulating film, the predetermined conditions
Insulating film having the property of flowing due to heat treatment in the third insulating film
And an intervening member between the first insulating film and the second insulating film.
And a support film having a function of applying a stress against the deformation of the second insulating film due to the heat treatment to the second insulating film.
【請求項2】 請求項記載の半導体装置において、 上記支持膜は、共通の投射平面上において上記第2の絶
縁膜の形成領域を含む領域を少なくとも占めるようにパ
ターニングされていることを特徴とする半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1 , wherein the support film is patterned so as to occupy at least a region including a formation region of the second insulating film on a common projection plane. Semiconductor device.
【請求項3】 半導体領域上に形成されたゲート電極
と、上記半導体領域内における上記ゲート電極の側方に
位置する領域に形成された不純物拡散層と、上記ゲート
電極及び上記半導体領域の上に形成された層間絶縁膜
と、上記層間絶縁膜に形成された開口を埋めると共に上
記層間絶縁膜の一部の上に延びる容量電極と、上記容量
電極と上記層間絶縁膜とに跨って形成された容量絶縁膜
と、上記容量絶縁膜を介して上記容量電極に対向するよ
うに形成されたプレート電極とを有するスタック型DR
AMセルであって、上記半導体領域を有する基板と、 上記半導体領域の上に形成され、所定条件下における熱
処理により流動する特性を有する第1の絶縁膜と、 上記第1の絶縁膜の上に形成され、少なくとも窒化シリ
コンを含む膜、又は、 シリコン窒化酸化膜のいずれかか
らなる第2の絶縁膜と、 上記第1の絶縁膜と上記第2の絶縁膜との間に介設さ
れ、上記熱処理による上記第2の絶縁膜の変形に抗する
応力を上記第2の絶縁膜に与える機能を有する支持膜と
を備え、 上記第1の絶縁膜は、上記層間絶縁膜であり、 上記第2の絶縁膜は、上記容量絶縁膜であり、 上記支持膜は、上記層間絶縁膜と上記容量絶縁膜との間
に介設された絶縁膜であることを特徴とする半導体装
置。
A gate electrode formed on the semiconductor region ; an impurity diffusion layer formed in a region of the semiconductor region on a side of the gate electrode; The formed interlayer insulating film, a capacitor electrode that fills an opening formed in the interlayer insulating film and extends over a part of the interlayer insulating film, and is formed astride the capacitor electrode and the interlayer insulating film. A stack type DR having a capacitance insulating film and a plate electrode formed to face the capacitance electrode with the capacitance insulating film interposed therebetween.
An AM cell, comprising: a substrate having the semiconductor region; and a heat source formed on the semiconductor region under a predetermined condition.
A first insulating film having a property of flowing by processing , and at least a silicon nitride film formed on the first insulating film;
Either a film containing silicon or a silicon oxynitride film
A second insulating film formed between the first insulating film and the second insulating film.
Resists deformation of the second insulating film due to the heat treatment.
A supporting film having a function of applying stress to the second insulating film;
Comprising a said first insulating film is the interlayer insulating film, said second insulating film is the capacitor insulating film, the support film is between the interlayer insulating film and the capacitor insulating film A semiconductor device, wherein the semiconductor device is an insulating film interposed therebetween.
【請求項4】 請求項記載の半導体装置において、 上記第1の絶縁膜の上方に形成され、上記所定条件下に
おける熱処理により流動する特性を有する第3の絶縁膜
をさらに備えていることを特徴とする半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 3, further comprising a third insulating film formed above the first insulating film and having a characteristic of flowing by heat treatment under the predetermined condition. Characteristic semiconductor device.
【請求項5】 請求項3又は4記載の半導体装置におい
て、 上記支持膜は、共通の投射平面上において上記第2の絶
縁膜の形成領域を含む領域を少なくとも占めるようにパ
ターニングされていることを特徴とする半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 3 , wherein the support film is patterned so as to occupy at least a region including a formation region of the second insulating film on a common projection plane. Characteristic semiconductor device.
【請求項6】 請求項3〜5のうちいずれか1つに記載
の半導体装置において、 上記容量電極は、円筒形容量電極であり、 上記支持膜の上で上記容量電極及び容量絶縁膜の下方に
亘って介設され、円筒形容量電極の形成時におけるエッ
チングストッパー膜をさらに備えていることを特徴とす
る半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 3 , wherein said capacitor electrode is a cylindrical capacitor electrode, and said capacitor electrode is provided below said capacitor electrode and said capacitor insulating film on said support film. A semiconductor device, further comprising an etching stopper film interposed over the substrate and forming a cylindrical capacitor electrode.
【請求項7】 請求項記載の半導体装置において、 上記円筒形容量電極の円筒部の下面と上記エッチングス
トッパー膜の上面とが離れており、 上記容量絶縁膜は、上記円筒形容量電極と上記エッチン
グストッパー膜との表面に沿って形成されていることを
特徴とする半導体装置。
7. The semiconductor device according to claim 6 , wherein a lower surface of the cylindrical portion of the cylindrical capacitor electrode is separated from an upper surface of the etching stopper film, and the capacitor insulating film is formed between the cylindrical capacitor electrode and the cylindrical capacitor electrode. A semiconductor device formed along a surface of an etching stopper film.
【請求項8】 請求項6又は7記載の半導体装置におい
て、 上記エッチングストッパー膜は、シリコン窒化膜である
ことを特徴とする半導体装置。
8. The semiconductor device according to claim 6 , wherein said etching stopper film is a silicon nitride film.
【請求項9】 請求項3〜5のうちいずれか1つに記載
の半導体装置において、 上記容量電極は、円筒形容量電極であり、 上記支持膜は、TEOS膜により構成され、円筒形容量
電極の形成時におけるエッチングストッパー膜として機
能することを特徴とする半導体装置。
9. The semiconductor device according to claim 3 , wherein said capacitance electrode is a cylindrical capacitance electrode, said support film is made of a TEOS film, and said cylindrical capacitance electrode is A semiconductor device which functions as an etching stopper film when forming the semiconductor device.
【請求項10】 請求項1〜8のうちいずれか1つに記
載の半導体装置において、 上記支持膜は、シリコン酸化膜であることを特徴とする
半導体装置。
The semiconductor device according to any one of 10. The system of claim 8, said support membrane, a semiconductor device which is a silicon oxide film.
【請求項11】 半導体領域上に形成されたゲート電極
と、上記半導体領域内における上記ゲート電極の側方に
位置する領域に形成された不純物拡散層と、上記ゲート
電極及び上記半導体領域の上に形成された層間絶縁膜
と、上記層間絶縁膜に形成された開口を埋めると共に上
記層間絶縁膜の一部の上に延びる容量電極と、上記容量
電極と上記層間絶縁膜とに跨って形成された容量絶縁膜
と、上記容量絶縁膜を介して上記容量電極に対向するよ
うに形成されたプレート電極とを有するスタック型DR
AMセルであって、上記半導体領域を有する基板と、 上記半導体領域の上に形成され、所定条件下における熱
処理により流動する特性を有する第1の絶縁膜と、 上記第1の絶縁膜の上に形成され、少なくとも窒化シリ
コンを含む膜又はシリコン窒化酸化膜のいずれかからな
る第2の絶縁膜と、 上記第2の絶縁膜の上に形成され、上記熱処理による上
記第2の絶縁膜の変形に抗する応力を上記第2の絶縁膜
に与える機能を有する支持膜と、 上記第1の絶縁膜の上方に形成され、上記所定条件にお
ける熱処理により流動する特性を有する第3の絶縁膜と
を備え、 上記支持膜は、共通の投射平面上において上記第2の絶
縁膜の形成領域を含む領域を少なくとも占めるようにパ
ターニングされており、パターニングされた上記支持膜
の下方以外の領域には上記第2の絶縁膜が存在しておら
ず、 上記第1の絶縁膜は、上記層間絶縁膜であり、 上記第2の絶縁膜は、上記容量絶縁膜であり、 上記支持膜は上記プレート電極であることを特徴とする
半導体装置。
11. A semiconductor device comprising : a gate electrode formed on a semiconductor region ; an impurity diffusion layer formed in a region of the semiconductor region which is located on a side of the gate electrode; The formed interlayer insulating film, a capacitor electrode that fills an opening formed in the interlayer insulating film and extends over a part of the interlayer insulating film, and is formed astride the capacitor electrode and the interlayer insulating film. A stack type DR having a capacitance insulating film and a plate electrode formed to face the capacitance electrode with the capacitance insulating film interposed therebetween.
An AM cell, comprising: a substrate having the semiconductor region; and a heat source formed on the semiconductor region under a predetermined condition.
A first insulating film having a property of flowing by processing , and at least a silicon nitride film formed on the first insulating film;
Film containing silicon or silicon oxynitride film.
And a second insulating film formed on the second insulating film and formed by the heat treatment.
The stress that resists the deformation of the second insulating film is applied to the second insulating film.
A supporting film having a function of providing the first insulating film;
A third insulating film having a property of flowing by heat treatment
And the support film is provided on the common projection plane.
At least the region including the region where the rim is formed is
The above-mentioned turned and patterned support film
If the second insulating film exists in a region other than below the
The semiconductor device according to claim 1 , wherein the first insulating film is the interlayer insulating film, the second insulating film is the capacitor insulating film, and the support film is the plate electrode.
【請求項12】 請求項11記載の半導体装置におい
て、上記 容量絶縁膜は、シリコン窒化膜を酸化して形成され
るシリコン窒化酸化膜により構成されており、上記 層間絶縁膜は、上記シリコン窒化酸化膜を酸化する
際の熱処理によっては流動しない特性を有することを特
徴とする半導体装置。
12. The semiconductor device according to claim 11 , wherein said capacitive insulating film is constituted by a silicon nitride oxide film formed by oxidizing a silicon nitride film, and said interlayer insulating film is formed by said silicon nitride oxide film. A semiconductor device having a characteristic of not flowing due to heat treatment for oxidizing a film.
【請求項13】 請求項1〜11のうちいずれか1つに
記載の半導体装置において、 上記第2るの絶縁膜は、シリコン窒化酸化膜であること
を特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to any one of 13. The method of claim 1 to 11, said second Ru insulating film, a semiconductor device which is a silicon nitride oxide film.
【請求項14】 請求項1〜13のうちいずれか1つに
記載の半導体装置において、 上記第1の絶縁膜は、BPSG膜であることを特徴とす
る半導体装置。
The semiconductor device according to any one of 14. The method of claim 1 to 13, said first insulating film, a semiconductor device which is a BPSG film.
【請求項15】 半導体基板上に、所定条件下における
熱処理により流動する特性を有する第1の絶縁膜を堆積
する第1の工程と、 上記所定条件下における第1の熱処理を行なって、上記
第1の絶縁膜を流動させて平坦化する第2の工程と、上記第1の絶縁膜の上に、 上記所定条件下における熱処
理によっては流動しない特性を有する支持膜を形成する
第3の工程と上記支持膜の上に、窒化シリコンを含む膜、又は、シリ
コン窒化酸化膜のいずれかからなる第2の絶縁膜を形成
する第4の工程と、 上記第2の絶縁膜の上に、 上記所定条件下における熱処
理により流動する特性を有する第3の絶縁膜を堆積する
第5の工程と、 上記所定条件下における第2の熱処理を行なって、上記
第3の絶縁膜を流動させて平坦化させる第6の工程とを
備え、 上記第6の工程では、上記支持膜により、上記第2の絶
縁膜の変形に抗する応力を上記第2の絶縁膜に与えるこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
15. A first step of depositing a first insulating film having a property of flowing on a semiconductor substrate by heat treatment under a predetermined condition; and performing the first heat treatment under the predetermined condition. A second step of flowing and flattening the first insulating film; and forming a support film having a characteristic of not flowing by the heat treatment under the predetermined condition on the first insulating film.
Third step, a film containing silicon nitride or a silicon nitride film is formed on the support film.
Form a second insulating film made of any of the nitrided oxide films
A fourth step of depositing, a fifth step of depositing a third insulating film having a property of flowing by the heat treatment under the predetermined condition on the second insulating film; Performing a heat treatment to flow and flatten the third insulating film. In the sixth step, the supporting film resists deformation of the second insulating film. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein a stress is applied to the second insulating film.
【請求項16】 請求項15記載の半導体装置の製造方
法において、 上記第4の工程の後で上記第5の工程の前に、上記支持
膜が共通の投射平面上において上記第2の絶縁膜の形成
領域を含む領域を少なくとも占めるように、上記第2の
絶縁膜と上記支持膜とをパターニングする工程をさらに
備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
16. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 15 , wherein the supporting film is formed on a common projection plane after the fourth step and before the fifth step. A method of patterning the second insulating film and the supporting film so as to occupy at least a region including the formation region of the semiconductor device.
【請求項17】 請求項15又は16記載の半導体装置
の製造方法において、上記第4の工程における上記第2の絶縁膜の形成工程で
は、上記支持膜の上に窒化シリコン膜を形成した後、
記所定条件下における第3の熱処理を行なって、上記
化シリコン膜の表面を酸化してシリコン窒化酸化膜を形
成する工程をさらに備え、 上記第3の熱処理を行なう工程では、上記支持膜によ
り、上記第2の絶縁膜の変形に抗する応力を上記第2の
絶縁膜に与えることを特徴とする半導体装置の製造方
法。
17. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 15 , wherein the forming of the second insulating film in the fourth step is performed.
, After forming a silicon nitride film is formed on the support film, by performing third heat treatment in the prescribed conditions, the nitrogen
Silicon film by oxidizing the surface of a step of forming a silicon nitride oxide film, in the third step of performing heat treatment, the above support film, the stress against the deformation of the second insulating film A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the method is applied to a second insulating film.
【請求項18】 スタック型DRAMセルとして機能す
る半導体装置の製造方法であって、 半導体基板上に、所定条件下における熱処理により流動
する特性を有する第1の絶縁膜を堆積する第1の工程
と、 上記所定条件下における第1の熱処理を行なって、上記
第1の絶縁膜を流動させて平坦化する第2の工程と、 上記第1の絶縁膜の上に、窒化シリコンを含む膜、又
は、シリコン窒化酸化膜のいずれかからなる第2の絶縁
膜を形成する第3の工程と、 上記第2の絶縁膜上に、上記所定条件下における熱処理
によっては流動しない特性を有する支持膜を形成する第
4の工程と、 上記第4の工程の後に、基板上に、上記所定条件下にお
ける熱処理により流動する特性を有する第3の絶縁膜を
堆積する第5の工程と、 上記所定条件下における第2の熱処理を行なって、上記
第3の絶縁膜を流動させて平坦化させる第6の工程と、 上記第4の工程の後で上記第5の工程の前に、上記支持
膜が共通の投射平面上において上記第2の絶縁膜の形成
領域を含む領域を少なくとも占めるように、上 記第2の
絶縁膜と上記支持膜とを同時にパターニングして、上記
第2の絶縁膜からなる容量絶縁膜と上記支持膜からなる
プレート電極を形成する工程を有し、 上記パターニング工程では、パターニングされた上記プ
レート電極の下方以外の領域には上記第2の絶縁膜が存
在しないように上記第2の絶縁膜が除去されており、 上記第6の工程では、上記プレート電極により、上記容
量絶縁膜の変形に抗する応力を上記容量絶縁膜に与える
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
18. Function as a stacked DRAM cell
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of:
First step of depositing a first insulating film having the following characteristics:
Performing a first heat treatment under the above-mentioned predetermined conditions,
A second step of flowing and planarizing the first insulating film, and a film containing silicon nitride on the first insulating film;
Is a second insulating film made of any one of a silicon oxynitride film
A third step of forming a film, and a heat treatment under the predetermined condition on the second insulating film
To form a supporting membrane having the property of not flowing
Step 4 and after the fourth step, on the substrate under the above-mentioned predetermined conditions.
A third insulating film having the property of flowing by heat treatment
Performing a fifth step of depositing, and a second heat treatment under the predetermined conditions,
A sixth step of flowing and planarizing the third insulating film, and the supporting step after the fourth step and before the fifth step.
Forming the second insulating film on a common projection plane with the film
So as to occupy at least the region including the region on SL second
Simultaneously patterning the insulating film and the supporting film,
A capacitor insulating film composed of a second insulating film and the support film
A step of forming a plate electrode, wherein in the patterning step, the patterned
The second insulating film exists in a region other than below the rate electrode.
The second insulating film has been removed so as not to be present, and in the sixth step, the capacitor is formed by the plate electrode.
Applying a stress against the deformation of the insulating film to the capacitive insulating film
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項19】 スタック型DRAMセルとして機能す
る半導体装置の製造方法であって、 不純物拡散層を有する半導体基板の上に、所定条件下に
おける熱処理により流動する特性を有する第1の絶縁膜
を堆積する第1の工程と、 上記所定条件下における第1の熱処理を行なって、上記
第1の絶縁膜を流動させて平坦化する第2の工程と、 上記第2の工程の後に、上記所定条件下における熱処理
により流動しない特性を有する支持膜を形成する第3の
工程と、 上記支持膜及び第1の絶縁膜に、上記不純物拡散層に到
達するコンタクトホールを形成する第4の工程と、 上記コンタクトホールを含む基板上に、第1の容量電極
用導体膜を堆積する第5の工程と、 上記第1の容量電極用導体膜をパターニングして、上記
不純物拡散層に接続される容量電極を形成する第6の工
程と、 上記第6の工程の後に、上記容量電極の面上及び上記支
持膜の露出している面上に沿って、シリコン窒化膜から
なる第2の絶縁膜を堆積する第7の工程と、 上記第7の工程の後に、上記所定条件下における第2の
熱処理を行なうことにより、上記第2の絶縁膜の表面を
酸化してシリコン窒化酸化膜からなる容量絶縁膜を形成
する第8の工程と、 上記第8の工程の後に、基板上にプレート電極用導体膜
を形成する第9の工程とを備え、 上記第8の工程では、上記支持膜により、上記第2の熱
処理による上記第2の絶縁膜の変形に抗する応力を上記
第2の絶縁膜に与えることを特徴とする半導体装置の製
造方法。
19. A method for manufacturing a semiconductor device functioning as a stacked DRAM cell, comprising: depositing, on a semiconductor substrate having an impurity diffusion layer, a first insulating film having a property of flowing by heat treatment under predetermined conditions. A first step of performing a first heat treatment under the above-described predetermined conditions to flow and flatten the first insulating film; and a step of performing the above-mentioned predetermined conditions after the second step. A third step of forming a support film having a property of not flowing due to a heat treatment below; a fourth step of forming a contact hole reaching the impurity diffusion layer in the support film and the first insulating film; A fifth step of depositing a first capacitor electrode conductor film on a substrate including a contact hole, and patterning the first capacitor electrode conductor film to be connected to the impurity diffusion layer A sixth step of forming a capacitor electrode; and, after the sixth step, a second insulating film made of a silicon nitride film along a surface of the capacitor electrode and an exposed surface of the support film. Performing a second heat treatment under the predetermined conditions after the seventh step, thereby oxidizing the surface of the second insulating film to form a capacitor made of a silicon oxynitride film. An eighth step of forming an insulating film; and a ninth step of forming a plate electrode conductor film on the substrate after the eighth step. In the eighth step, the supporting film A method for manufacturing a semiconductor device, wherein a stress against deformation of the second insulating film due to the second heat treatment is applied to the second insulating film.
【請求項20】 請求項19記載の半導体装置の製造方
法において、 上記第9の工程の後に、基板上に、上記所定条件下にお
ける熱処理により流動する特性を有する第3の絶縁膜を
形成する工程と、 続いて、上記所定条件下における第3の熱処理を行なっ
て、上記第3の絶縁膜を流動化して平坦化する工程とを
さらに備え、 上記平坦化工程では、上記支持膜により、上記第3の熱
処理による上記第2の絶縁膜の変形に抗する応力を上記
第2の絶縁膜に与えることを特徴とする半導体装置の製
造方法。
20. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 19 , wherein after the ninth step, a third insulating film having a property of flowing by heat treatment under the predetermined condition is formed on the substrate. And a step of performing a third heat treatment under the predetermined condition to fluidize and planarize the third insulating film. In the planarizing step, the support film forms the third insulating film. 3. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein a stress against deformation of the second insulating film due to the heat treatment of 3 is applied to the second insulating film.
【請求項21】 請求項19又は20記載の半導体装置
の製造方法において、 上記第3の工程では、TEOS膜からなる支持膜を形成
し、 上記第5の工程の後で上記第6の工程の前に、上記第1
の容量電極用導体膜の上にBPSG膜からなる円筒形容
量電極の核を形成する工程と、 続いて、上記円筒形容量電極の核上を含む基板上に、第
2の容量電極用導体膜を形成する工程とをさらに備え、 上記第6の工程では、上記第1及び第2の容量電極用導
体膜をパターニングして、上記第1及び第2の容量電極
用導体膜からなる円筒形容量電極を形成し、 上記第6の工程の後で上記第7の工程の前に、エッチン
グにより上記円筒形容量電極の核を除去する工程をさら
に備え、 上記支持膜は、上記第6の工程と上記円筒形容量電極の
核を除去する工程とにおけるエッチングストッパー膜と
して機能することを特徴とする半導体装置の製造方法。
21. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 19 , wherein in the third step, a supporting film made of a TEOS film is formed, and after the fifth step, the supporting film is formed in the sixth step. Before the first
Forming a nucleus of a cylindrical capacitor electrode made of a BPSG film on the conductor film for a capacitor electrode, and then forming a second conductor film for a capacitor electrode on the substrate including the core of the cylindrical capacitor electrode Forming a cylindrical capacitor comprising the first and second capacitor electrode conductor films by patterning the first and second capacitor electrode conductor films. Forming an electrode, after the sixth step and before the seventh step, further comprising a step of removing a nucleus of the cylindrical capacitor electrode by etching; A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the method functions as an etching stopper film in the step of removing a nucleus of the cylindrical capacitor electrode.
【請求項22】 請求項21記載の半導体装置の製造方
法において、 上記第3の工程の後で上記第4の工程の前に、上記支持
膜の上に間隙形成用膜を形成する工程をさらに備え、 上記第4の工程では、上記間隙形成用膜をも貫通するよ
うに上記コンタクトホールを形成し、 上記円筒形容量電極の核を除去する工程では、上記間隙
形成用膜をも除去して、上記円筒形容量電極のうち上記
間隙形成用膜に接していた面を露出させ、 上記第7の工程では、上記円筒形容量電極の露出してい
る面上と上記支持膜の露出している面上とに沿って上記
第2の絶縁膜を堆積することを特徴とする半導体装置の
製造方法。
22. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 21 , further comprising, after the third step and before the fourth step, a step of forming a gap forming film on the support film. In the fourth step, the contact hole is formed so as to penetrate the gap forming film, and in the step of removing the core of the cylindrical capacitor electrode, the gap forming film is also removed. Exposing a surface of the cylindrical capacitor electrode which is in contact with the gap forming film, and in the seventh step, exposing the surface of the cylindrical capacitor electrode and the support film. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: depositing the second insulating film along a surface.
【請求項23】 請求項20〜22のうちいずれか1つ
に記載の半導体装置の製造方法において、 上記第2の工程の後で上記第3の工程の前に、基板上
に、上記第1の絶縁膜に対するエッチング選択比の高い
エッジ保持用絶縁膜を堆積する工程をさらに備え、 上記第3の工程では、上記エッジ保持用絶縁膜をも貫通
するように上記コンタクトホールを形成することを特徴
とする半導体装置の製造方法。
23. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 20 , wherein the first step is performed on a substrate after the second step and before the third step. Depositing an edge-holding insulating film having a high etching selectivity with respect to the insulating film, and forming the contact hole so as to penetrate the edge-holding insulating film in the third step. Manufacturing method of a semiconductor device.
【請求項24】 円筒スタック型DRAMセルとして機
能する半導体装置の製造方法であって、 不純物拡散層を有する半導体基板の上に、所定条件下に
おける熱処理により流動する特性を有する第1の絶縁膜
を堆積する第1の工程と、 上記所定条件下における第1の熱処理を行なって、上記
第1の絶縁膜を流動させて平坦化する第2の工程と、 上記第2の工程の後に、上記所定条件下における熱処理
により流動しない特性を有する支持膜を形成する第3の
工程と、 上記支持膜の上に、円筒形容量電極形成時のエッチング
ストッパー膜を形成する第4の工程と、 上記エッチングストッパー膜,支持膜及び第1の絶縁膜
に、上記不純物拡散層に到達するコンタクトホールを形
成する第5の工程と、 上記コンタクトホールを含む基板上に、第1の容量電極
用導体膜を堆積する第6の工程と、 上記第6の工程の後に、上記第1の容量電極用導体膜の
上に円筒形容量電極の核を形成する第7の工程と、 上記第7の工程の後に、上記円筒形容量電極の核上を含
む基板上に、第2の容量電極用導体膜を形成する第8の
工程と、 上記第1及び第2の容量電極用導体膜をパターニングし
て、上記第1及び第2の容量電極用導体膜からなる円筒
形容量電極を形成する第9の工程と、 上記第9の工程の後に、エッチングにより上記円筒形容
量電極の核を除去する第10の工程と、 上記第10の工程の後に、上記円筒形容量電極の面上及
び上記支持膜の露出している面上に沿って、シリコン窒
化膜からなる第2の絶縁膜を堆積する第11の工程と、 上記第11の工程の後に、上記所定条件下における第2
の熱処理を行なうことにより、上記第2の絶縁膜の表面
を酸化してシリコン窒化酸化膜からなる容量絶縁膜を形
成する第12の工程と、 上記第12の工程の後に、基板上にプレート電極用導体
膜を形成する第13の工程とを備え、 上記第12の工程では、上記支持膜により、上記第2の
熱処理による上記第2の絶縁膜及び上記エッチングスト
ッパー膜の変形に抗する応力を両者に与えることを特徴
とする半導体装置の製造方法。
24. A method for manufacturing a semiconductor device functioning as a cylindrical stack type DRAM cell, comprising: forming a first insulating film having a property of flowing by heat treatment under predetermined conditions on a semiconductor substrate having an impurity diffusion layer. A first step of depositing, a second step of performing a first heat treatment under the above-mentioned predetermined conditions to flow and planarize the first insulating film, and after the second step, A third step of forming a support film having a property of not flowing due to heat treatment under the conditions; a fourth step of forming an etching stopper film for forming a cylindrical capacitor electrode on the support film; A fifth step of forming a contact hole reaching the impurity diffusion layer in the film, the support film, and the first insulating film; A sixth step of depositing a conductor film for a capacitor electrode; a seventh step of forming a core of a cylindrical capacitor electrode on the first conductor film for a capacitor electrode after the sixth step; After the seventh step, an eighth step of forming a second conductor film for the capacitor electrode on the substrate including the nucleus of the cylindrical capacitor electrode, and the first and second conductor films for the capacitor electrode Ninth step of forming a cylindrical capacitor electrode composed of the first and second capacitor electrode conductor films by patterning, and after the ninth step, the core of the cylindrical capacitor electrode is etched by etching. After the tenth step of removing, and after the tenth step, a second insulating film made of a silicon nitride film is formed along the surface of the cylindrical capacitor electrode and the exposed surface of the support film. An eleventh step of depositing, and, after the eleventh step,
A twelfth step of oxidizing the surface of the second insulating film to form a capacitive insulating film made of a silicon oxynitride film by performing a heat treatment of A thirteenth step of forming a conductor film for use. In the twelfth step, the support film applies stress against deformation of the second insulating film and the etching stopper film due to the second heat treatment. A method for manufacturing a semiconductor device, wherein the method is applied to both.
【請求項25】 請求項24記載の半導体装置の製造方
法において、 上記第13の工程の後に、基板上に、上記所定条件下に
おける熱処理により流動する特性を有する第3の絶縁膜
を形成する工程と、 続いて、上記所定条件下における第3の熱処理を行なっ
て、上記第3の絶縁膜を流動化して平坦化する工程とを
さらに備え、 上記第3の絶縁膜を平坦化する工程では、上記支持膜に
より、上記第3の熱処理による上記第2の絶縁膜及び上
記エッチングストッパー膜の変形に抗する応力を両者に
与えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
25. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 24 , wherein after the thirteenth step, a third insulating film having a property of flowing by heat treatment under the predetermined condition is formed on the substrate. And a step of performing a third heat treatment under the predetermined condition to fluidize and planarize the third insulating film. The step of planarizing the third insulating film further comprises: A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a stress against deformation of the second insulating film and the etching stopper film by the third heat treatment is applied to both the support film and the support film.
【請求項26】 請求項24又は25記載の半導体装置
の製造方法において、 上記エッチングストッパー膜の上に間隙形成用膜を形成
する工程をさらに備え、 上記第5の工程では、上記間隙形成用膜をも貫通するよ
うに上記コンタクトホールを形成し、 上記円筒形容量電極の核を除去する工程では、上記間隙
形成用膜をも除去して、上記円筒形容量電極のうち上記
間隙形成用膜に接していた面を露出させ、 上記第11の工程では、上記円筒形容量電極の露出して
いる面上と上記支持膜の露出している面上とに沿って上
記第2の絶縁膜を堆積することを特徴とする半導体装置
の製造方法。
26. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 24 , further comprising a step of forming a gap forming film on the etching stopper film, wherein in the fifth step, the gap forming film is formed. In the step of removing the nucleus of the cylindrical capacitor electrode, the gap forming film is also removed, and the gap forming film is removed from the cylindrical capacitor electrode. In the eleventh step, the second insulating film is deposited along the exposed surface of the cylindrical capacitor electrode and the exposed surface of the support film. A method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項27】 請求項24〜26のうちいずれか1つ
に記載の半導体装置の製造方法において、 上記第2の工程の後で上記第3の工程の前に、基板上
に、上記第1の絶縁膜に対するエッチング選択比の高い
エッジ保持用絶縁膜を堆積する工程をさらに備え、 上記第5の工程では、上記エッジ保持用絶縁膜をも貫通
するように上記コンタクトホールを形成することを特徴
とする半導体装置の製造方法。
27. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 24 , wherein after the second step and before the third step, the first A step of depositing an edge-holding insulating film having a high etching selectivity with respect to the insulating film, wherein in the fifth step, the contact hole is formed to penetrate the edge-holding insulating film. Manufacturing method of a semiconductor device.
【請求項28】 不純物拡散層を有する半導体基板の上
に、所定条件下における熱処理により流動する特性を有
する第1の絶縁膜を堆積する第1の工程と、 上記所定条件下における第1の熱処理を行なって、上記
第1の絶縁膜を流動させて平坦化する第2の工程と、 上記第2の工程の後に、基板上に、シリコン窒化膜から
なる第2の絶縁膜を堆積する第3の工程と、 上記第3の工程の後に、上記第1の絶縁膜が流動しない
条件下における第2の熱処理を行なうことにより、上記
第2の絶縁膜の表面を酸化してシリコン窒化酸化膜から
なる容量絶縁膜を形成する第4の工程とを備えているこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
28. A first step of depositing a first insulating film having a property of flowing on a semiconductor substrate having an impurity diffusion layer by heat treatment under predetermined conditions; and a first heat treatment under the predetermined conditions. A second step of flowing the first insulating film to planarize it, and a third step of depositing a second insulating film made of a silicon nitride film on the substrate after the second step. And after the third step, by performing a second heat treatment under the condition that the first insulating film does not flow, thereby oxidizing the surface of the second insulating film to remove the surface of the silicon nitride oxide film. And a fourth step of forming a capacitive insulating film.
【請求項29】 請求項28記載の半導体装置の製造方
法において、 上記第1の工程では、流動化する温度が830℃以上の
BPSG膜からなる第1の絶縁膜を堆積し、 上記第4の工程では、820℃以下の温度で熱酸化を行
うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
29. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 28, wherein in the first step, a first insulating film made of a BPSG film having a fluidizing temperature of 830 ° C. or higher is deposited, In the process, a method for manufacturing a semiconductor device, wherein thermal oxidation is performed at a temperature of 820 ° C. or lower.
【請求項30】 請求項28記載の半導体装置の製造方
法において、 上記第1の工程では、2.0〜6.0重量%のリンと、
1.0〜4.0重量%のボロンとを含むBPSG膜から
なる第1の絶縁膜を堆積することを特徴とする半導体装
置の製造方法。
30. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 28, wherein in the first step, 2.0 to 6.0% by weight of phosphorus is added;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: depositing a first insulating film made of a BPSG film containing 1.0 to 4.0% by weight of boron.
【請求項31】 請求項28記載の半導体装置の製造方
法において、 上記第4の工程では、ドライ雰囲気下で熱酸化を行うこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
31. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 28, wherein in the fourth step, thermal oxidation is performed in a dry atmosphere.
【請求項32】 請求項28記載の半導体装置の製造方
法において、 上記第3の工程の前に、上記第1の絶縁膜の露出してい
る表面を窒化する工程をさらに備えていることを特徴と
する半導体装置の製造方法。
32. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 28 , further comprising, before said third step, a step of nitriding an exposed surface of said first insulating film. Manufacturing method of a semiconductor device.
【請求項33】 請求項32記載の半導体装置の製造方
法において、 上記窒化工程では、窒素あるいはアンモニア雰囲気中で
熱処理をすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
33. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 32, wherein in the nitriding step, a heat treatment is performed in a nitrogen or ammonia atmosphere.
【請求項34】 請求項28記載の半導体装置の製造方
法において、 上記第2の工程の後で上記第3の工程の前に、 上記第1の絶縁膜に、上記不純物拡散層に到達するコン
タクトホールを形成する工程と、 上記コンタクトホールを含む基板上に、容量電極用導体
膜を堆積する工程と、 上記容量電極用導体膜をパターニングして、上記不純物
拡散層に接続される容量電極を形成する工程とを備え、 上記第3の工程では、上記容量電極の面上を含む基板上
に上記第2の絶縁膜を堆積し、 上記第4の工程の後に、基板上にプレート電極用導体膜
を形成する工程と、上記プレート電極用導体膜及び上記
第2の絶縁膜をパターニングして、プレート電極及び容
量絶縁膜を形成する工程とをさらに備え、 上記プレート電極の下方以外の領域には上記容量絶縁膜
が存在していない ことを特徴とする半導体装置の製造方
法。
34. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 28 , wherein the first insulating film has a contact reaching the impurity diffusion layer after the second step and before the third step. Forming a hole; depositing a conductive film for a capacitor electrode on a substrate including the contact hole; patterning the conductive film for a capacitor electrode to form a capacitor electrode connected to the impurity diffusion layer In the third step, the second insulating film is deposited on a substrate including the surface of the capacitor electrode, and after the fourth step, a conductive film for a plate electrode is formed on the substrate. Forming a conductive film for the plate electrode and
By patterning the second insulating film, a plate electrode and a capacitor are formed.
Forming a capacitive insulating film in a region other than below the plate electrode.
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the semiconductor device does not exist .
【請求項35】 請求項34記載の半導体装置の製造方
法において、 上記容量電極として、円筒形容量電極を形成することを
特徴とする半導体装置の製造方法。
35. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 34 , wherein a cylindrical capacitor electrode is formed as the capacitor electrode.
JP01739698A 1997-02-04 1998-01-29 Semiconductor device and manufacturing method thereof Expired - Fee Related JP3201991B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP01739698A JP3201991B2 (en) 1997-02-04 1998-01-29 Semiconductor device and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9-21127 1997-02-04
JP2112797 1997-02-04
JP01739698A JP3201991B2 (en) 1997-02-04 1998-01-29 Semiconductor device and manufacturing method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH10284480A JPH10284480A (en) 1998-10-23
JP3201991B2 true JP3201991B2 (en) 2001-08-27

Family

ID=26353904

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP01739698A Expired - Fee Related JP3201991B2 (en) 1997-02-04 1998-01-29 Semiconductor device and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3201991B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10191215B2 (en) 2015-05-05 2019-01-29 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) Waveguide fabrication method
CN110752222B (en) * 2019-10-31 2021-11-26 厦门天马微电子有限公司 Display panel, manufacturing method thereof and display device

Also Published As

Publication number Publication date
JPH10284480A (en) 1998-10-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3098474B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP2765478B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP3232043B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP2006140488A (en) Storage capacitor and method for manufacturing the same
JPH1079481A (en) Conductive layer connecting structure and its manufacture
US4760034A (en) Method of forming edge-sealed multi-layer structure while protecting adjacent region by screen oxide layer
JP4376490B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JPH1050962A (en) Manufacture of semiconductor device
US20040089891A1 (en) Semiconductor device including electrode or the like having opening closed and method of manufacturing the same
US20050205910A1 (en) Semiconductor device having ferroelectric memory and manufacturing method of the semiconductor device
JP3201991B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP3426420B2 (en) Semiconductor storage device and method of manufacturing the same
JPH02219264A (en) Dram cell and its manufacture
JP3419792B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP3250617B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH11135749A (en) Semiconductor storage device
KR100466454B1 (en) Semiconductor device and process for fabrication of the same
JPH10335581A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JPS6342164A (en) Manufacture of semiconductor integrated circuit device
JP3172229B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
KR0166038B1 (en) Capacitor fabrication method of semiconductor device
JPH04368172A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JP4485701B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JPH0888330A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JP2001044388A (en) Manufacture of semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20010605

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees