JP3376989B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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JP3376989B2 JP2000087528A JP2000087528A JP3376989B2 JP 3376989 B2 JP3376989 B2 JP 3376989B2 JP 2000087528 A JP2000087528 A JP 2000087528A JP 2000087528 A JP2000087528 A JP 2000087528A JP 3376989 B2 JP3376989 B2 JP 3376989B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置およびそ
の製造方法に関し、特に熱処理によりセル端部のシリン
ダー曲がりを防止した半導体装置およびその製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】従来例の半導体記憶装置として、内壁型
シリンダーを持つ容量部をビット線の下に有するCUB
(Capacitor Under Bitline)
構造のDRAMがある。この構造のMOSトランジスタ
(Tr)からなるDRAMのセル部分を、図4(a)
(b)のレイアウト図およびその断面図により説明す
る。
【0003】この従来例は、図4(a)のように、セル
内のMOSTrのゲート配線1、図には省略したがセル
Trのソース、ドレインとなる不純物拡散層を持つ素子
形成領域の拡散層2、BIT線コンタクト3、容量コン
タクト4、内壁シリンダーの容量部5、ビット線6、図
には省略したが、ビット線6とのコンタクト部4を除去
した形でセル全面を覆う容量プレート部10で構成され
ている。
【0004】また、図4(b)のA−A’の断面図のよ
うに、シリコン基板14上に、セル内のMOSTrのゲ
ート1、このゲート1に対する不純物拡散層12a、1
2b、個々のTrの素子分離領域13及びこれらを構成
する素子形成領域の拡散層2を設け、シリコン基板14
上に設けた層間絶縁膜15に、ビット線6とのコンタク
トを取るパッド3、容量部とのコンタクトを取るパッド
4を設け、さらに層間絶縁膜15上に設けた容量部の層
間膜16に、内壁シリンダー5を設け、この内壁シリン
ダー5内に容量部のスタック電極8、容量絶縁膜9を介
して容量部の容量電極10を設け、容量部の層間膜16
上に層間絶縁膜17を設け、この層間絶縁膜17上に、
ビット(Bit)線6とこのBit線6とコンタクトを
取るパッド3とのコンタクト11が設けられている。
【0005】図5(a)〜(e),図6(a)〜(d)
は図4の半導体装置の製造方法を説明する断面図であ
る。この半導体装置の製造方法において、まずリソグラ
フィー法、拡散法、CVD法、エッチング法、イオン注
入法等の既存の製造技術を用いて、図5(a)のよう
に、シリコン基板14上に、素子分離13、セルTrの
ゲート1、不純物拡散層12a,12bを形成し、これ
らの上にゲート1との層間絶縁膜15を形成する。この
層間絶縁膜15に、不純物拡散層12a,12bとのコ
ンタクトを形成するためのパッド用ホール3a,4aを
形成する。
【0006】その後、図5(b)のように、ビット線と
のコンタクトを取るためのビット線コンタクト3のパッ
ドおよび、容量部とのコンタクトを取るための容量部コ
ンタクト4のパッドを形成するために、既存のCVD法
を用いてポリシリコン21を成長させる。その後図5
(c)の様に既存のエッチング法により、ポリシリコン
21をエッチバックしてビット線とのコンタクトを取る
ためのパッド3および、容量部とのコンタクトを取るた
めのパッド4を形成する。
【0007】その後図5(d)の様に、内壁シリンダー
型の容量部形成のために既存のCVD法により、BPS
GまたはPSGの酸化膜16を形成する。その後図5
(e)の様に、内壁シリンダー形成のために既存のリソ
グラフィー法によりフォトレジスト23で内壁シリンダ
ーのパターンニングを行う。
【0008】その後図6(a)の様に、既存のエッチン
グ法を用いてシリンダー5を形成する。次に、図6
(b)の様に、スタック電極形成のために電極用のポリ
シリコン22を既存のCVD法で形成する。その後シリ
ンダー5の内部にはフォトレジスト又はシリカを塗布
し、シリンダーエッチバックを行うマスク24とする。
その後図6(c)の様に、既存のエッチング法によりポ
リシリコン22をエッチバックし、容量部のスタック電
極8を形成する。
【0009】その後、エッチバック用マスク24のフォ
トレジストまたはシリカを既存のウエット処理法で除去
し、既存のCVD法により容量絶縁膜9、容量プレート
電極を成長させる。その後、Bit線とのコンタクト部
の容量プレート電極を既存のリソグラフィー法、エッチ
ング法により除去し、容量部のプレート電極10を形成
する。
【0010】その後図6(d)のように、容量部とBi
t線との層間絶縁膜17を形成し、その後既存のリソグ
ラフィー法、エッチング法によりBit線とのコンタク
ト11を開口し、既存のCVD法やスパッタリング法と
リソグラフィー法とエッチング法によりBit線6を形
成し、図4(b)に示す様に出来あがる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来例の半導
体装置の製造方法は、図4(b)に示すように、製造工
程中に適時入っている熱処理により、セルプレート端部
にある容量部のシリンダー電極が変形してしまう問題が
ある。すなわち、層間膜16,15に設けられた容量部
となる容量プレート電極10やスタック電極8が形成さ
れた後にも、熱処理の工程が含まれる。そのため、層間
膜16,15がその熱によりその上層がくずれるように
変形し、それに伴ない容量プレート電極10やスタック
電極8のシリンダーが外側にずれるように湾曲してしま
う。この湾曲した変形により、容量部とビット線6との
ショートが生じてしまう問題がある。
【0012】本発明の目的は、このような容量部のシリ
ンダーの曲りの発生を抑え、容量部とビット線とのショ
ートを避けることのできる半導体装置およびその製造方
法を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の構
成は、内壁シリンダー型を持つ容量部をビット線の下に
有するCUB型のDRAMのセルプレート端部にスリッ
ト状のダミーパターンを設け、このスリット状のダミー
パターンには、前記容量部のスタック電極と同種の材質
を埋め込んだダミースリットを設けて、前記セルプレー
ト端部の前記シリンダーの変形を防ぐ堤防としたことを
特徴とする。
【0014】本発明において、シリコン基板上に、セル
となる素子形成領域の拡散層および素子分離領域を設
け、これらの上に設けた層間絶縁膜にビット線および容
量部とのコンタクトを取るパッドを設け、前記層間絶縁
膜上に層間膜を設け、この層間膜に前記容量部を設ける
共に、その層間膜のセルプレート端部にダミースリット
を設けることができ、またダミースリットの幅を、容量
部のスタック電極の幅の2倍以下にすることができ、さ
らにダミースリットがポリシリコンからなることができ
る。
【0015】本発明の半導体装置の製造方法の構成は、
内壁型シリンダーを持つ容量部をビット線の下に有する
CUB構造のDRAMのセルプレート端にスリット状の
ダミーパターンを形成し、このスリット状のダミーパタ
ーンには、スタック電極と同種の材質を埋め込んで、セ
ルプレート端のシリンダー変形を防ぐ堤防を形成するこ
とを特徴とする。
【0016】本発明において、シリコン基板上に、セル
となる素子形成領域の拡散層および素子分離領域を形成
し、これらの上に設けた層間絶縁膜にビット線および容
量部とのコンタクトを取るパッドを形成し、前記層間絶
縁膜上に層間膜を設け、この層間膜に前記容量部のシリ
ンダー電極を形成する時に、セルプレート端部の前記層
間膜にダミースリットを同時に形成することができる。
【0017】さらに、本発明において、シリコン基板上
に、セルとなる素子形成領域の拡散層および素子分離領
域を形成し、これらの上に設けた層間絶縁膜にビット線
および容量部とのコンタクトを取るパッドを形成し、前
記層間絶縁膜上に層間膜を設け、この層間膜に前記容量
部のシリンダー電極を形成する時に、セルプレート端部
の前記層間膜にダミースリットを同時に形成するこどが
でき、また、容量部のシリンダー電極およびダミースリ
ットは、層間絶縁膜上に設けた層間膜上に、フォトレジ
ストにより前記シリンダー電極およびダミースリットの
パターニングを行い、パターニングした前記層間膜をエ
ッチングにより除去し、このエッチングした個所にポリ
シリコンを埋込んで形成することができる。
【0018】本発明の構成によれば、容量部のスタック
電極と同種の材質が埋め込まれたスリット状のダミーパ
ターンを設けているので、熱処理によるセル端部のシリ
ンダー曲がりによるスタックポリシリコンと上層配線と
のショートを抑えることがてきる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下図面により本発明を詳細に説
明する。図1(a)(b)は本発明の第1の実施形態を
説明する半導体装置の平面図およびそのA―A’断面図
である。この図は、CUB型の内壁シリンダー構造をも
つDRAMのセルの最外周部の拡大図である。本実施形
態は、図4の従来例に対して、ダミースリット7を付加
したものである。
【0020】すなわち、本実施形態は、図1(a)のよ
うに、セル内のMOSTrのゲート配線1、セルTrの
ソース、ドレインとなる不純物拡散層を持つ素子形成領
域の拡散層2、ビット線コンタクト3、容量コンタクト
を4、内壁シリンダーの容量部5、ビット線6、ダミー
スリット内に埋め込まれたパターン7、図1(a)には
示せれないビット線とのコンタクト部4を除去した形で
セル全面を覆う容量プレート部で構成されている。
【0021】また、図1(b)のA−A’の断面図のよ
うに、シリコン基板14上に、セル内のMOSTrのゲ
ート1、このゲート1に対する不純物拡散層12a、1
2b、個々のTrの素子分離領域13及びこれらを構成
する素子形成領域の拡散層2を設け、シリコン基板14
上に設けた第1層間絶縁膜(ゲート−容量部)15に、
ビット線とのコンタクトを取るパッド3、容量部とのコ
ンタクトを取るパッド4を設け、さらに第1層間絶縁膜
15上に設けた容量部の第2層間膜16に、内壁シリン
ダー5を設け、この内壁シリンダー5内に容量部のスタ
ック電極8、容量絶縁膜9を介して容量部の容量電極1
0を設け、さらに第2層間膜16にダミースリット7を
設けている。
【0022】また、容量部の第2層間膜16上に第3層
間絶縁膜17を設け、この第3層間絶縁膜17上に、ビ
ット線6とこのビット線6とコンタクトを取るパッド3
とのコンタクト11を設けている。
【0023】図2(a)〜(e),図3(a)〜(d)
は図1に示す半導体装置の製造方法を説明する断面図で
ある。この半導体装置の製造方法において、まずリソグ
ラフィー法、拡散法、CVD法、エッチング法、イオン
注入法等の既存の技術を用いて、図2(a)のように、
シリコン基板14上に、素子分離13、セルTrのゲー
ト1、不純物拡散層12a,12b、ゲート1との層間
絶縁膜15、不純物拡散層12a,12bとのコンタク
トを形成するためのパッド用のコンタクトホール3a,
4aを形成する。
【0024】その後、図2(b)のように、ビット線と
のコンタクトを取るためのビット線コンタクト3のパッ
ドおよび、容量部とのコンタクトを取るため容量部コン
タクト4のパッドを形成するために、既存のCVD法を
用いてポリシリコン21を成長させる。その後図2
(c)の様に既存のエッチング法によりポリシリコン2
1をエッチバックしてBit線とのコンタクトを取るた
めのパッド3および、容量部とのコンタクトを取るため
のパッド4を形成する。
【0025】その後図2(d)の様に、内壁シリンダー
型の容量部形成のために、既存のCVD法により、BP
SGまたはPSGの酸化膜16を形成する。その後図2
(e)の様に、内壁シリンダー形成のために既存のリソ
グラフィー法によりフォトレジスト23で内壁シリンダ
ー5のパターンニングを行う。それと同時に、シリンダ
ー曲がり防止用のダミースリットパターンニング7aを
行う。
【0026】その後図3(a)の様に、既存のエッチン
グ法を用いてシリンダー5を形成する。ここでは、同時
にダミースリット7が形成される。次に図3(b)の様
に、スタック電極形成のために電極用のポリシリコン2
2を既存のCVD法で形成する。その後シリンダー内部
にはフォトレジスト又はシリカを塗布し、シリンダーエ
ッチバックを行うためのマスク24とする。
【0027】その後図3(c)の様に、既存のエッチン
グ法によりポリシリコン22をエッチバックし、容量部
のスタック電極8を形成するする。エッチバックの際、
ダミースリット7内のポリシリコンはスリット内に埋め
込まれているためエッチバックを行うことにより無くな
ることはなく、BPSGの流動防止の堤防となる。その
後、前述のエッチバック用のマスク24のフォトレジス
トまたはシリカを既存のウェット処理法で除去し、既存
のCVD法により容量絶縁膜9、容量プレート電極を成
長させる。その後、Bit線とのコンタクト部の容量プ
レート電極を既存のリソグラフィー法、エッチング法に
より除去し、容量部のプレート電極10を形成する。
【0028】その後、図3(d)のように、容量部とビ
ット線との層間絶縁膜17を形成する。その後既存のリ
ソグラフィー法、エッチング法によりビット線とのコン
タクト11を開口し、既存のCVD法やスパッタリング
法とリソグラフィー法とエッチング法によりBit線6
を形成し、図2の様に出来あがる。なお途中に、熱処理
が入ることは説明しなかったが、既存の熱拡散技術によ
り、成膜後及びイオン注入後の活性化の為に熱処理は適
時行っている。
【0029】ここまでシリンダー部の形成工程を示した
が、このシリンダー部を形成した後にも、熱処理工程が
存在するが、本実施形態によれば、層間絶縁膜15内に
ダミースリットパターン7があることにより、その熱処
理により、セル端部のシリンダー曲がりの発生を防止で
き、容量部とビット線とのショートが避けられ、さら
に、スリット状のストッパーがシリンダー曲がりを引き
起こす応力を引き留め、シリンダー曲がりが防止でき
る。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の構成によ
れば、セル部を構成する層間絶縁膜内にダミースリット
パターンが設けられることにより、その熱処理により、
セル端部のシリンダー曲がりの発生を防止することが出
来、容量部とビット線とのショートが避けられ、さら、
スリット状のダミーパターンがストッパーとなりシリン
ダー曲がりを引き起こす応力を引き留め、シリンダー曲
がりも防止できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)(b)は本発明の第1の実施形態を説明
する半導体装置の平面図およびそのA―A’断面図であ
る。
【図2】(a)〜(e)は図1の半導体装置を製造工程
順に説明する断面図である。
【図3】(a)〜(d)は図1に続いて半導体装置を製
造工程順に説明する断面図である。
【図4】(a)(b)は従来例を説明する半導体装置の
平面図およびそのA―A’断面図である。
【図5】(a)〜(e)は図4の半導体装置を製造工程
順に説明する断面図である。
【図6】(a)〜(d)は図4に続いて半導体装置を製
造工程順に説明する断面図である。
【符号の説明】
1 ゲート配線 2 素子形成領域の拡散層 3 ビット線コンタクト 3a,4a コンタクトホール 4 容量コンタクト 5 シリンダー 6 ビット線 7 ダミースリット 7a ダミースリットパターンニング 8 容量部スタック電極 9 容量膜 10 容量プレート電極 11 ビット線コンタクト 12a,12b 不純物拡散層 13 素子分離酸化膜 14 シリコン基板 15 層間膜(ゲート−容量部) 16 層間膜(容量部) 17 層間膜(容量部−ビット線) 21,22 ポリシリコン 23 フォトレジスト 24 マスク

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内壁型シリンダーを持つ容量部をビット
    線の下に有するCUB構造のDRAMのセルプレート端
    部にスリット状のダミーパターンを設け、このスリット
    状のダミーパターンには、前記容量部のスタック電極と
    同種の材質を埋め込んだダミースリットを設けて、前記
    セルプレート端部の前記シリンダーの変形を防ぐ堤防と
    したことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 シリコン基板上に、セルとなる素子形成
    領域の拡散層および素子分離領域を設け、これらの上に
    設けた層間絶縁膜にビット線および容量部とのコンタク
    トを取るパッドを設け、前記層間絶縁膜上に層間膜を設
    け、この層間膜に前記容量部を設ける共に、その層間膜
    のセルプレート端部にダミースリットを設けた請求項1
    記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 ダミースリットの幅を、容量部のスタッ
    ク電極の幅の2倍以下にした請求項1または2記載の半
    導体装置。
  4. 【請求項4】 ダミースリットがポリシリコンからなる
    請求項1または2記載の半導体装置。
  5. 【請求項5】 内壁型シリンダーを持つ容量部をビット
    線の下に有するCUB構造のDRAMのセルプレート端
    部にスリット状のダミーパターンを形成し、このスリッ
    ト状のダミーパターンに、前記容量部のスタック電極と
    同種の材質を埋め込んで、前記セルプレート端部のシリ
    ンダーの変形を防ぐようにしたことを特徴とする半導体
    装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 シリコン基板上に、セルとなる素子形成
    領域の拡散層および素子分離領域を形成し、これらの上
    に設けた層間絶縁膜にビット線および容量部とのコンタ
    クトを取るパッドを形成し、前記層間絶縁膜上に層間膜
    を設け、この層間膜に前記容量部のシリンダー電極を形
    成する時に、セルプレート端部の前記層間膜にダミース
    リットを同時に形成する請求項5記載の半導体装置。
  7. 【請求項7】 容量部のシリンダー電極およびダミース
    リットは、層間絶縁膜上に設けた層間膜上に、フォトレ
    ジストにより前記シリンダー電極およびダミースリット
    のパターニングを行い、パターニングした前記層間膜を
    エッチングにより除去し、このエッチングした個所にポ
    リシリコンを埋込んで形成する請求項5または6記載の
    半導体装置。
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