JP3425896B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP3425896B2
JP3425896B2 JP16772599A JP16772599A JP3425896B2 JP 3425896 B2 JP3425896 B2 JP 3425896B2 JP 16772599 A JP16772599 A JP 16772599A JP 16772599 A JP16772599 A JP 16772599A JP 3425896 B2 JP3425896 B2 JP 3425896B2
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法、特にDRAMのメモリセルを構成するキャパシタ
の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a capacitor that constitutes a memory cell of a DRAM.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、製造技術、装置の進歩とともに、
半導体記憶装置の高集積化、微細化の試みがなされてい
る。なかでも、DRAM(ダイナミック・ランダム・ア
クセス・メモリ)は、1つのメモリセルが1つのトラン
ジスタと1つの電荷蓄積部(キャパシタ)で構成されて
いるという単純な構造であることから、微細化に好適な
記憶装置として開発、製品化が進められている。
2. Description of the Related Art In recent years, with the progress of manufacturing technology and equipment,
Attempts have been made to achieve high integration and miniaturization of semiconductor memory devices. Above all, DRAM (Dynamic Random Access Memory) is suitable for miniaturization because it has a simple structure in which one memory cell is composed of one transistor and one charge storage unit (capacitor). Memory devices are being developed and commercialized.

【0003】ところが、素子の微細化が進むにつれ、キ
ャパシタの面積も小さくなり、したがって容量も小さく
なる傾向にある。メモリセルに蓄えられる容量が小さく
なると、キャパシタに蓄えられた電荷を読み出す際にビ
ット線の電位に与える変化量がそれに比例して小さくな
るため、データの読み出しマージンが小さくなり、最悪
のときには、誤ったデータを読み出すことになる。
However, as the device becomes finer, the area of the capacitor becomes smaller, and therefore the capacity tends to become smaller. When the capacity stored in the memory cell becomes smaller, the amount of change given to the potential of the bit line when reading the charge stored in the capacitor becomes proportionally smaller, so the data read margin becomes smaller, and in the worst case, the The data will be read.

【0004】したがって、素子の微細化を行ってもキャ
パシタの容量をできるだけ大きくする必要がある。その
方法の一つとして、セルのキャパシタの下部電極構造
を、単純な2次元構造から3次元構造にすることによ
り、電極の表面積を増加させる方法が検討されている。
3次元構造のキャパシタとしては、シリンダ型、フィン
型等が挙げられる。
Therefore, it is necessary to increase the capacitance of the capacitor as much as possible even if the element is miniaturized. As one of the methods, a method of increasing the surface area of the electrode by changing the lower electrode structure of the cell capacitor from a simple two-dimensional structure to a three-dimensional structure is being studied.
Examples of the capacitor having a three-dimensional structure include a cylinder type and a fin type.

【0005】ここではその一例として従来法によるシリ
ンダ型キャパシタの製法を図1および図4を参照に説明
する。図1は、一般的なCOB(Capacitor−
Over−Bitline)構造のDRAMメモリセル
アレイ部の平面図である。図1に示すように、1つのメ
モリセルは、1つのNチャネルMOSトランジスタと1
つの電荷蓄積部(キャパシタ)とによって構成される。
Here, as an example thereof, a method of manufacturing a cylinder type capacitor by a conventional method will be described with reference to FIGS. 1 and 4. FIG. 1 shows a general COB (Capacitor-
FIG. 3 is a plan view of a DRAM memory cell array portion having an Over-Bitline structure. As shown in FIG. 1, one memory cell includes one N-channel MOS transistor and one
It is composed of two charge storage parts (capacitors).

【0006】p型シリコン基板1の主面上に複数本のワ
ード線4と、ビット線6とが互いに直交するように配置
されている。n型拡散層領域2は、ワード線4と直交す
る方向に所定の間隔を隔てて形成されている。
A plurality of word lines 4 and bit lines 6 are arranged on the main surface of the p-type silicon substrate 1 so as to be orthogonal to each other. The n-type diffusion layer region 2 is formed at a predetermined interval in the direction orthogonal to the word line 4.

【0007】また、n型拡散層領域2は、素子分離用絶
縁膜3で互いに電気的に分離されている。
The n-type diffusion layer region 2 is electrically isolated from each other by an element isolation insulating film 3.

【0008】ビット線6は、ビットコンタクト5を介し
てn型拡散層領域2と接続されている。キャパシタの下
部電極8は、容量コンタクト7を介してn型拡散層領域
2と接続されている。キャパシタの上部電極は、図示を
省略するが、メモリセルアレイ部全域を覆うように配置
されている。
The bit line 6 is connected to the n-type diffusion layer region 2 via the bit contact 5. The lower electrode 8 of the capacitor is connected to the n-type diffusion layer region 2 via the capacitive contact 7. Although not shown, the upper electrode of the capacitor is arranged so as to cover the entire memory cell array portion.

【0009】図4(a)〜(e)は、図1のA−A線に
相当する部分の断面図であり、従来法による製造工程を
順に示している。図4(a)は、p型シリコン基板1
に、公知の方法により素子分離絶縁膜3を形成し、次い
でn型拡散領域2およびワード線4を形成した後に、第
1層間絶縁膜(酸化膜)9を介してビットコンタクト
5、ビット線6を形成し、さらに第2層間絶縁膜(酸化
膜)10上に、シリンダ型キャパシタの製造においてウ
ェットエッチングストップ層となる窒化膜11を、例え
ば100nm堆積させた状態を示している。
FIGS. 4A to 4E are sectional views of a portion corresponding to the line AA in FIG. 1, showing the manufacturing steps by the conventional method in order. FIG. 4A shows a p-type silicon substrate 1.
After forming the element isolation insulating film 3 by a known method, and then forming the n-type diffusion region 2 and the word line 4, the bit contact 5 and the bit line 6 are formed through the first interlayer insulating film (oxide film) 9. And a nitride film 11 serving as a wet etching stop layer in the manufacture of the cylinder type capacitor is further deposited on the second interlayer insulating film (oxide film) 10 by 100 nm, for example.

【0010】次に、図4(b)に示すように、容量コン
タクト7を形成するため、まず、フォトレジストを塗布
し(図示せず)、露光、現像し、これをマスクに、n型
拡散層領域2が露出するまで異方性ドライエッチングを
行い、その後、フォトレジストを剥離する。
Next, as shown in FIG. 4B, in order to form the capacitive contact 7, first, a photoresist is applied (not shown), exposed and developed, and using this as a mask, n-type diffusion is performed. Anisotropic dry etching is carried out until the layer region 2 is exposed, after which the photoresist is stripped.

【0011】図4(c)において、次に、容量コンタク
ト7とワード線4、あるいはビット線6との短絡を防止
するため、容量コンタクト7の内壁に酸化膜サイドウォ
ール13を形成する。
In FIG. 4C, next, an oxide film sidewall 13 is formed on the inner wall of the capacitor contact 7 in order to prevent a short circuit between the capacitor contact 7 and the word line 4 or the bit line 6.

【0012】その形成法として、まずコンフォーマルな
成膜が可能なLPCVD法により、酸化膜をウェハ全面
に50nm堆積する。
As the forming method, first, an oxide film is deposited to a thickness of 50 nm on the entire surface of the wafer by the LPCVD method which enables conformal film formation.

【0013】続いて異方性ドライエッチングにより容量
コンタクト7底部のn型拡散層領域2が露出するまでエ
ッチバックし、図4(c)に示す構造を得る。
Then, anisotropic dry etching is performed until the n-type diffusion layer region 2 at the bottom of the capacitor contact 7 is exposed to obtain a structure shown in FIG. 4 (c).

【0014】図4(d)において、次に、容量コンタク
ト7と窒化膜11の一部とに跨り、リンドープポリシリ
コン14を500nm堆積し、容量コンタクト7を埋設
し、表面平坦化のため、400nmエッチバックする。
In FIG. 4D, next, phosphorus-doped polysilicon 14 is deposited to a thickness of 500 nm across the capacitor contact 7 and a part of the nitride film 11, the capacitor contact 7 is buried, and the surface is flattened. Etch back to 400 nm.

【0015】残った100nmのリンドープポリシリコ
ン14層は、シリンダ型キャパシタの下部電極底部とな
る。さらに、リンドープポリシリコン14形成領域上
に、シリンダ型キャパシタを形成する上でコア酸化膜と
なるBPSG15を800nm堆積した後に、フォトレ
ジストを堆積(図示せず)、露光、現像後、これをマス
クにBPSG15、リンドープポリシリコン14を順次
異方性ドライエッチングし、図4(d)に示す構造を得
る。
The remaining 100 nm layer of phosphorus-doped polysilicon 14 becomes the bottom of the lower electrode of the cylinder type capacitor. Further, 800 nm of BPSG 15 which will be a core oxide film for forming a cylinder type capacitor is deposited on the phosphorus-doped polysilicon 14 forming region, a photoresist is deposited (not shown), exposed and developed, and then masked. Then, the BPSG 15 and the phosphorus-doped polysilicon 14 are sequentially anisotropically dry-etched to obtain the structure shown in FIG.

【0016】次に、再びリンドープポリシリコンを50
nmウェハ全面に堆積した後、窒化膜11が露出するま
で、これをエッチバックし、コアBPSG15の周りに
リンドープポリシリコンサイドウォール16を形成す
る。
Next, phosphorus-doped polysilicon 50 is added again.
After being deposited on the entire surface of the wafer, the nitride film 11 is etched back until it is exposed to form phosphorus-doped polysilicon sidewalls 16 around the core BPSG 15.

【0017】その後、希釈した弗酸を用いて、酸化膜ウ
ェットエッチングを行い、コアBPSG15を完全に除
去する。これにより、図4(e)に示すシリンダ型キャ
パシタの下部電極構造が得られる。
After that, the oxide film is wet-etched by using diluted hydrofluoric acid to completely remove the core BPSG 15. As a result, the lower electrode structure of the cylinder type capacitor shown in FIG. 4E is obtained.

【0018】ここで、リンドープポリシリコン14及び
リンドープポリシリコンサイドウオール16の下層の窒
化膜11は、ウェットエッチングのストップ層として機
能し、下地配線とのショートや、シリンダ型キャパシタ
の倒壊を防ぐ。
Here, the nitride film 11 under the phosphorus-doped polysilicon 14 and the phosphorus-doped polysilicon sidewall 16 functions as a stop layer for wet etching, and prevents a short circuit with the underlying wiring and a collapse of the cylinder type capacitor. .

【0019】[0019]

【発明が解決しようとする課題】 しかしながら、従来
法によるシリンダ型キャパシタの製法には以下に示すよ
うな問題点がある。この問題点を図4(c)を参照して
説明する。
However, the conventional method of manufacturing a cylinder type capacitor has the following problems. This problem will be described with reference to FIG.

【0020】図4(c)において、第2層間膜10に開
口された容量コンタクト7に短絡防止用の酸化膜サイド
ウオール13を堆積すると、ウェットエッチングストッ
プ層である窒化膜11の応力に起因して、酸化膜堆積時
に、容量コンタクト7の開口部からウェハ割れ17が生
じ、これにより製品の歩留りおよび信頼性が低下すると
いう問題が生ずるのである。
In FIG. 4C, when the oxide film side wall 13 for preventing short circuit is deposited on the capacitor contact 7 opened in the second interlayer film 10, the stress is caused in the nitride film 11 which is the wet etching stop layer. As a result, when the oxide film is deposited, a wafer crack 17 is generated from the opening of the capacitor contact 7, which causes a problem that the yield and reliability of products are reduced.

【0021】本発明は、このような問題点を解決すべく
なされたものであり、ウェットエッチングストップ層と
なる窒化膜の応力を緩和させることにより、応力に起因
したウェハ割れを防止し、歩留まり及び信頼性の低下を
抑制することを目的としている。
The present invention has been made to solve such a problem, and by relaxing the stress of the nitride film which will be the wet etching stop layer, wafer cracking due to the stress can be prevented, and the yield and yield can be improved. The purpose is to suppress the deterioration of reliability.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明による半導体装置の製造方法においては、応
力緩和処理を有する半導体装置の製造方法であって、半
導体装置はDRAMであり、電荷蓄積用下部電極と、
モリセルトランジスタのn型拡散層領域との間の層間膜
に酸化膜を用い、層間膜上に、ウエットエッチングスト
ップ層となる窒化膜が積層された構造を有するものであ
り、応力緩和処理は、電荷蓄積用下部電極と拡散層領域
を接続するコンタクトを開口後、ウェットエッチングス
トップ層となる窒化膜に対してイオン注入を行う処理で
あり、前記イオン注入を行う処理は、開口されたコンタ
クト下部の前記n型拡散層領域に対してn型不純物を注
入する処理を兼ねるものである。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method of manufacturing a semiconductor device having a stress relaxation treatment, wherein the semiconductor device is a DRAM, and charge storage is performed. and use the lower electrode, main
An oxide film is used as an interlayer film between the n-type diffusion layer region of the memory cell transistor, and a nitride film serving as a wet etching stop layer is laminated on the interlayer film. After the contact that connects the lower electrode for charge storage and the diffusion layer region is opened, it is a process of performing ion implantation into the nitride film that will be the wet etching stop layer. Injecting n- type impurities into the n-type diffusion layer region
It also serves as a process for entering .

【0023】また、前記イオン注入を行う処理におい
て、注入するイオン種は、n型不純物となる元素とし
て、リン、ヒ素、アンチモンのいずれかである
In addition, in the process of performing the ion implantation,
The ion species to be implanted is an element that becomes an n-type impurity.
And phosphorus, arsenic, or antimony .

【0024】[0024]

【0025】[0025]

【0026】[0026]

【0027】[0027]

【0028】[0028]

【0029】[0029]

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】本発明による半導体装置の製造方
法においては、応力緩和処理を有している。半導体装置
は、ウエットエッチングストップ層となる窒化膜を有す
るものであり、応力緩和処理は、ウェットエッチングス
トップ層となる窒化膜にイオン注入を行う処理である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes stress relaxation treatment. The semiconductor device has a nitride film that serves as a wet etching stop layer, and the stress relaxation process is a process of implanting ions into the nitride film that serves as a wet etching stop layer.

【0031】本発明は、半導体装置、特にシリンダ型キ
ャパシタの製造工程において、ウェットエッチングスト
ップ層となる窒化膜の応力に起因したウェハ割れを防止
するものであり、容量コンタクト開口前、あるいは容量
コンタクト開口後に窒化膜にイオン注入を行うことによ
り、窒化膜の応力を緩和し、ウェハ割れによる製品の歩
留まり及び信頼性の低下を抑制するものである。
The present invention is intended to prevent wafer cracking due to the stress of the nitride film serving as the wet etching stop layer in the manufacturing process of a semiconductor device, particularly a cylinder type capacitor, before the capacitance contact opening or at the capacitance contact opening. By implanting ions into the nitride film later, the stress of the nitride film is relaxed, and the yield and reliability of the product due to wafer cracking are suppressed.

【0032】以下、図1および図2を参照して、本発明
による半導体装置の製造方法の基本となる構成を示す。
図1は、一般的なCOB(Capacitor−Ove
r−Bitline)構造のDREMメモリセルアレイ
部の平面図である。
The basic structure of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2 .
FIG. 1 shows a general COB (Capacitor-Ove).
It is a top view of the DREM memory cell array part of r-Bitline) structure.

【0033】図1において、1つのメモリセルは、1つ
のNチャネルMOSトランジスタと、1つの電荷蓄積部
(キャパシタ)によって構成される。
In FIG. 1, one memory cell is composed of one N-channel MOS transistor and one charge storage portion (capacitor).

【0034】p型シリコン基板1の主面上に複数本のワ
ード線4とビット線6が互いに直交するように配置され
ている。n型拡散層領域2は、ワード線4と直交する方
向に所定の間隔を隔てて形成され、素子分離用絶縁膜3
で互いに電気的に分離されている。
A plurality of word lines 4 and bit lines 6 are arranged on the main surface of the p-type silicon substrate 1 so as to be orthogonal to each other. The n-type diffusion layer region 2 is formed at a predetermined interval in the direction orthogonal to the word line 4, and the element isolation insulating film 3 is formed.
Are electrically isolated from each other.

【0035】ビット線6は、ビットコンタクト5を介し
てn型拡散層領域2と接続されている。キャパシタの下
部電極8は容量コンタクト7を介してn型拡散層領域2
と接続されている。
The bit line 6 is connected to the n-type diffusion layer region 2 via the bit contact 5. The lower electrode 8 of the capacitor is connected to the n-type diffusion layer region 2 via the capacitive contact 7.
Connected with.

【0036】キャパシタの上部電極は、メモリセルアレ
イ部全域を覆うように配置されている(図中省略)。
The upper electrode of the capacitor is arranged so as to cover the entire memory cell array portion (not shown in the figure).

【0037】図2(a)〜(e)は、図1のA−A線で
切った工程断面図である。図2(a)は、公知の方法に
より素子分離絶縁膜3、ワード線4を形成した後に、第
1層間絶縁膜(酸化膜)9を介してビットコンタクト
5、ビット線6を形成し、さらに第2層間絶縁膜(酸化
膜)10上に、シリンダ型キャパシタの製造においてウ
ェットエッチングストップ層となる窒化膜11を、例え
ば100nm堆積させることによって得られる。
FIGS. 2A to 2E are process sectional views taken along the line AA of FIG. 2A, after forming the element isolation insulating film 3 and the word line 4 by a known method, the bit contact 5 and the bit line 6 are formed through the first interlayer insulating film (oxide film) 9, and further, This is obtained by depositing, for example, 100 nm of a nitride film 11, which will be a wet etching stop layer in the manufacture of the cylinder type capacitor, on the second interlayer insulating film (oxide film) 10.

【0038】ここで、窒化膜11の応力を緩和させるた
め、応力緩和処理を行う。応力緩和処理は、ウェハ全面
(窒化膜11、および予定された容量コンタクト7を開
口すべき面)にイオン注入12を行う処理である。
Here, in order to relax the stress of the nitride film 11, a stress relaxation process is performed. The stress relaxation treatment is a treatment in which the ion implantation 12 is performed on the entire surface of the wafer (the nitride film 11 and the planned surface where the capacitive contact 7 is to be opened).

【0039】なお、注入するイオン種は、窒素、アルゴ
ン、フッ素、シリコン、ゲルマニウム等の不活性な元素
であっても良いし、リン、ヒ素、アンチモンといったn
型不純物、あるいは母論、インジウム,ガリウム、アル
ミニウムといったP型不純物となる元素であっても良
い。もしくはこれらの元素を組合わせて用いても良い。
[0039] The ion species to be implanted include nitrogen, argon, fluorine, silicon, may be an inactive element such as germanium, phosphorus, arsenic, n such antimony
It may be a type impurity or an element which becomes a P-type impurity such as mother theory, indium, gallium, and aluminum. Alternatively, these elements may be used in combination.

【0040】注入エネルギーは、注入するイオン種によ
って変化するが、窒化膜の中央にイオンの飛程がくるよ
うにするのが最も好ましく、窒化膜厚が100nmで注
入する不純物がリンの場合には、70keVとなる。
The implantation energy varies depending on the ion species to be implanted, but it is most preferable that the range of the ions is at the center of the nitride film. When the nitride film thickness is 100 nm and the implanted impurity is phosphorus. , 70 keV.

【0041】注入ドーズ量は、1E12〜1E16cm
-2の範囲で、好ましくは3E15cm-2程度が好まし
い。元素を組み合わせて用いる場合は、足し合わせて上
記範囲内に収まるようにするのが好ましい。
The implantation dose is 1E12 to 1E16 cm.
In the range of -2, about 3E15 cm -2 is preferable. When the elements are used in combination, it is preferable to add them together so that the elements fall within the above range.

【0042】次に図2(b)に示すように、容量コンタ
クト7を開口するため、フォトレジストを塗布し(図示
せず)、露光、現像し、これをマスクに異方性ドライエ
ッチングを拡散層領域が露出するまで行い、フォトレジ
ストを剥離する。
Next, as shown in FIG. 2B, in order to open the capacitor contact 7, a photoresist is applied (not shown), exposed and developed, and anisotropic dry etching is diffused using this as a mask. The photoresist is stripped until the layer area is exposed.

【0043】次に、図2(c)において、容量コンタク
ト7とワード線6、あるいはビット線6との短絡を防止
するため、予め、酸化膜サイドウォール13を形成す
る。酸化膜サイドウォール13の形成法として、まずコ
ンフォーマルな成膜が可能なLPCVD法により酸化膜
をウェハ全面に50nm堆積する。
Next, in FIG. 2C, oxide film sidewalls 13 are formed in advance in order to prevent a short circuit between the capacitor contact 7 and the word line 6 or the bit line 6. As a method of forming the oxide film side wall 13, first, an oxide film is deposited to a thickness of 50 nm on the entire surface of the wafer by the LPCVD method which enables conformal film formation.

【0044】続いて異方性ドライエッチングにより、容
量コンタクト7の底部のn型拡散層領域2が露出するま
でエッチバックし、図2(c)に示す構造を得る。LP
CVD酸化膜堆積前に窒化膜の応力を緩和しているので
ウェハ割れが生じない。
Then, anisotropic dry etching is performed until the n-type diffusion layer region 2 at the bottom of the capacitor contact 7 is exposed to obtain the structure shown in FIG. 2 (c). LP
Wafer cracking does not occur because the stress of the nitride film is relaxed before the CVD oxide film is deposited.

【0045】図2(d)において、次にリンドープポリ
シリコン14を500nm堆積し、容量コンタクト7を
埋設し、その平坦化のため、400nmエッチバックす
る。
In FIG. 2D, next, phosphorus-doped polysilicon 14 is deposited to a thickness of 500 nm, the capacitor contact 7 is buried, and 400 nm is etched back for flattening the same.

【0046】残った100nmのリンドープポリシリコ
ン14は、シリンダ型キャパシタの下部電極底部とな
る。さらに、シリンダ型キャパシタを形成する上でコア
酸化膜となるBPSG15を800nm堆積した後に、
フォトレジストを堆積(図示せず)、露光、現像後、こ
れをマスクにBPSG15、リンドープポリシリコン1
4を順次異方性ドライエッチングして、図2(d)に示
す構造を得る。
The remaining 100 nm of phosphorus-doped polysilicon 14 becomes the bottom part of the lower electrode of the cylinder type capacitor. Further, after depositing 800 nm of BPSG15 which will be a core oxide film in forming a cylinder type capacitor,
After depositing a photoresist (not shown), exposing and developing, BPSG15, phosphorus-doped polysilicon 1 with this as a mask
4 is sequentially anisotropically dry-etched to obtain the structure shown in FIG.

【0047】次に、再びリンドープポリシリコン16を
50nmウェハ全面に堆積した後、窒化膜11が露出す
るまで、これをエッチバックし、コアBPSG15の周
りにリンドープポリシリコンサイドウォール16を形成
する。
Next, phosphorus-doped polysilicon 16 is deposited again on the entire surface of the 50 nm wafer, and is etched back until the nitride film 11 is exposed to form phosphorus-doped polysilicon sidewalls 16 around the core BPSG 15. .

【0048】その後、希釈した弗酸を用いて、酸化膜ウ
ェットエッチングを行い、コアBPSG15を完全に除
去する。これにより、図2(e)に示すシリンダ型キャ
パシタの下部電極構造を得る。
After that, the oxide film is wet-etched using diluted hydrofluoric acid to completely remove the core BPSG 15. As a result, the lower electrode structure of the cylinder type capacitor shown in FIG. 2E is obtained.

【0049】ここで、リンドープポリシリコン14及び
リンドープポリシリコンサイドウォール16の下層の窒
化膜11は、ウェットエッチングのストップ層として機
能し、下地配線とのショートや、シリンダ型キャパシタ
の倒壊を防ぐ。
Here, the nitride film 11 under the phosphorus-doped polysilicon 14 and the phosphorus-doped polysilicon sidewall 16 functions as a stop layer for wet etching, and prevents a short circuit with the underlying wiring and a collapse of the cylinder type capacitor. .

【0050】上記構成によればLCVD酸化膜堆積前
に、応力緩和処理を施し、イオン注入によって窒化膜の
応力を緩和するので、酸化膜堆積時に窒化膜の応力に起
因したウェハ割れが生じないので歩留まりの向上および
信頼性の確保が期待できる。
According to the above structure , the stress relaxation treatment is performed before the LCVD oxide film deposition and the stress of the nitride film is relaxed by the ion implantation, so that the wafer cracking due to the stress of the nitride film does not occur during the oxide film deposition. Ayumu Thomas Rino improvement and
It can be expected to secure reliability.

【0051】次に、図3(a)〜(e)を参照して本発
明の実施形態を説明する。図3(a)〜(e)も、図2
と同様に、図1のA−A銭断面で切った工程断面図であ
る。特に断わりがない場合以外、図2と同じ構成部分に
は図2に用いた符合と同じ符号を用いて説明する。
Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3A to 3E are also shown in FIG.
2 is a process cross-sectional view taken along the line AA of FIG. Unless otherwise specified , the same components as in Fig. 2
Will be described using the same reference numerals as those used in FIG.

【0052】図3(a)は、公知の方法により素子分離
絶縁膜3、ワード線4を形成した後に、第1層間絶縁膜
(酸化膜)9を介してビットコンタクト5、ビット線6
を形成し、さらに第2層間絶縁膜(酸化膜)10上に、
シリンダ型キャパシタの製造においてウェットエッチン
グストップ層となる窒化膜11を、例えば100nm堆
積させることによって得られる。
In FIG. 3A, after the element isolation insulating film 3 and the word line 4 are formed by a known method, the bit contact 5 and the bit line 6 are formed through the first interlayer insulating film (oxide film) 9.
Is formed, and further on the second interlayer insulating film (oxide film) 10,
It is obtained by depositing, for example, 100 nm of the nitride film 11 that will be the wet etching stop layer in the manufacture of the cylinder type capacitor.

【0053】次に図3(b)に示すように、容量コンタ
クト7を形成するため、フォトレジストを塗布し(図示
せず)、露光、現像し、これをマスクに異方性ドライエ
ッチングをn型拡散層領域2が露出するまで行い、フォ
トレジストを剥離する。
Next, as shown in FIG. 3B, in order to form the capacitor contact 7, a photoresist is applied (not shown), exposed and developed, and anisotropic dry etching is performed using this as a mask. This is performed until the mold diffusion layer region 2 is exposed, and the photoresist is peeled off.

【0054】ここで、窒化膜11の応力を緩和させるた
め、ウェハ全面(窒化膜11、および容量コンタクト7
の開口部)に応力緩和処理として、イオン注入12を行
う。
Here, in order to relax the stress of the nitride film 11, the whole surface of the wafer (the nitride film 11 and the capacitor contact 7 is
Ion implantation 12 is performed as a stress relaxation treatment in the opening (1).

【0055】この実施形態において、注入するイオン種
は、窒素、アルゴン等の不活性な元素であっても良い
し、リン、ヒ素、アンチモンと言ったn型不純物となる
元素でも良い。もしくは、これらの元素を組み合わせて
用いても良い。
In this embodiment, the ion species to be implanted may be an inert element such as nitrogen or argon, or an element such as phosphorus, arsenic or antimony which becomes an n-type impurity. Alternatively, these elements may be used in combination.

【0056】また、注入エネルギーは、注入するイオン
種によって変化するが、窒化膜の中央にイオンの飛程が
くるようにするのが応力緩和の観点から最も好ましく、
窒化膜厚が100nmで注入する不純物がリンの場合に
は、70keVとなる。
Although the implantation energy changes depending on the type of ions to be implanted, it is most preferable from the viewpoint of stress relaxation that the range of the ions is located at the center of the nitride film.
When the nitride film thickness is 100 nm and the impurity to be implanted is phosphorus, it becomes 70 keV.

【0057】ここで行うイオン注入は、容量コンタクト
下部に拡散層を形成する注入とも兼ねることになるの
で、必要とされる拡散層深さに合わせて注入を行っても
良い。
Since the ion implantation performed here also serves as the implantation for forming the diffusion layer under the capacitor contact, the implantation may be performed according to the required diffusion layer depth.

【0058】注入ドーズ量は、1E12〜1E16cm
-2の範囲で、好ましくは1E13cm−2程度注入す
る。元素を組み合わせて用いる場合は、足し合わせて上
記範囲内に収まるようにするのが好ましい。
The implantation dose is 1E12 to 1E16 cm.
The implantation is performed in the range of -2 , preferably about 1E13 cm-2. When the elements are used in combination, it is preferable to add them together so that the elements fall within the above range.

【0059】次に、容量コンタクト7とワード線4、あ
るいはビット線6との短絡を防止するため、酸化膜サイ
ドウォール13を形成する。形成法として、まずコンフ
ォーマルな成膜が可能なLPCVD法により酸化膜をウ
ェハ全面に50nm堆積する。
Next, in order to prevent a short circuit between the capacitive contact 7 and the word line 4 or the bit line 6, an oxide film side wall 13 is formed. As the forming method, first, an oxide film is deposited to a thickness of 50 nm on the entire surface of the wafer by the LPCVD method which enables conformal film formation.

【0060】続いて異方性ドライエッチングにより容量
コンタクト底部の拡散層領域が露出するまでエッチバッ
クし、図3(c)に示す構造を得る。この実施形態2に
おいても、LPCVD酸化膜13の堆積前に窒化膜11
の応力を緩和しているのでウェハ割れが生じない。
Then, anisotropic dry etching is performed until the diffusion layer region at the bottom of the capacitance contact is exposed to obtain a structure shown in FIG. Also in the second embodiment, the nitride film 11 is formed before the LPCVD oxide film 13 is deposited.
Since the stress is relaxed, wafer cracking does not occur.

【0061】以下、図3(d)、(e)に示したよう
に、リンドープポリシリコン14を500nm堆積し、
容量コンタクト7を埋設し、平坦化のため、400nm
エッチバックする処理、を行い、さらにシリンダ型キャ
パシタを形成する上でコア酸化膜となるBPSG15を
800nm堆積する。
Then, as shown in FIGS. 3D and 3E, phosphorus-doped polysilicon 14 is deposited to a thickness of 500 nm,
400 nm for embedding the capacitor contact 7 and planarizing
Etching back is performed, and BPSG15 to be a core oxide film is deposited to 800 nm to form a cylinder type capacitor.

【0062】その後に、フォトレジストを堆積(図示せ
ず)、露光、現像後、これをマスクにBPSG15、リ
ンドープポリシリコンを順次異方性ドライエッチングを
行い、リンドープポリシリコン16を50nmウェハ全
面に堆積した後、窒化膜11が露出するまで、これをエ
ッチバックし、コアBPSG15の周りにリンドープポ
リシリコンサイドウォール16を形成する。
After that, a photoresist is deposited (not shown), exposed and developed, and then BPSG 15 and phosphorus-doped polysilicon are sequentially anisotropically dry-etched using this as a mask to deposit phosphorus-doped polysilicon 16 on the entire surface of the 50 nm wafer. Then, this is etched back until the nitride film 11 is exposed to form a phosphorus-doped polysilicon sidewall 16 around the core BPSG 15.

【0063】その後、希釈した弗酸を用いて、酸化膜ウ
ェットエッチングを行い、コアBPSG15を完全に除
去してシリンダ型キャパシタの下部電極構造を得る。図
3(d)、(e)に示す処理の要領は、前実施形態と同
じである。
After that, the oxide film is wet-etched using diluted hydrofluoric acid to completely remove the core BPSG 15 to obtain the lower electrode structure of the cylinder type capacitor. The procedure of the process shown in FIGS. 3D and 3E is the same as that of the previous embodiment.

【0064】本実施形態においては、窒化膜の応力緩和
処理として、イオン注入と、容量コンタクト開口部に拡
散層を形成するためのイオン注入を兼ねることができる
ので、工程を増やすことなくウェハ割れに伴う歩留まり
及び信頼性の低下を防止することができる。
In this embodiment, as the stress relaxation treatment of the nitride film, both ion implantation and ion implantation for forming a diffusion layer in the capacitor contact opening can be performed, so that wafer cracking can be performed without increasing the number of steps. It is possible to prevent the accompanying reduction in yield and reliability.

【0065】[0065]

【発明の効果】本発明によれば、半導体装置、特に、シ
リンダ型キャパシタ製造において、応力緩和処理とし
て、ウェットエッチングストップ層である窒化膜にイオ
ンを注入し、ウェットエッチングストップ層である窒化
膜の応力を緩和するので、応力に起因したウェハ割れを
防止することができ、したがって、歩留まり及び信頼性
の低下を抑制することができる。
According to the present invention, in a semiconductor device, particularly in the manufacture of a cylinder type capacitor, as a stress relaxation treatment, ions are implanted into a nitride film which is a wet etching stop layer to form a nitride film which is a wet etching stop layer. Since the stress is relieved, it is possible to prevent the wafer from cracking due to the stress, and thus it is possible to suppress the reduction in yield and reliability.

【0066】また、イオン注入する元素にリン、ヒ素あ
るいはアンチモンといったn型不純物を用いることによ
って、容量コンタクト下部に拡散層を形成するためのイ
オン注入と兼ねることができ、工程を増やすことなく窒
化膜の応力を緩和することができる。
Further, by using an n-type impurity such as phosphorus, arsenic, or antimony as an element for ion implantation, it can also serve as ion implantation for forming a diffusion layer under the capacitor contact, and the nitride film can be formed without increasing the number of steps. The stress of can be relaxed.

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

【図1】一般的なCOB(Capacitor−Ove
r−Bitline)構造のDRAMメモリセルアレイ
部の平面図である。
FIG. 1 is a general COB (Capacitor-Ove).
FIG. 6 is a plan view of a DRAM memory cell array portion having an r-bitline) structure.

【図2】(a)〜(e)は、図1のA−A線に相当する
部分の断面図であり、本発明による第1の実施形態を工
程順に示す図である。
2A to 2E are cross-sectional views of a portion corresponding to line AA in FIG. 1, showing the first embodiment according to the present invention in process order.

【図3】(a)〜(c)は、図1のA−A線に相当する
部分の断面図であり、本発明による第2の実施形態の一
部を工程順に示す図である。
3A to 3C are cross-sectional views of a portion corresponding to the line AA in FIG. 1, showing a part of the second embodiment according to the present invention in the order of steps.

【図4】(a)〜(e)は、図1のA−A線に相当する
部分の断面図であり、従来法による製造工程を順に示す
図である。
4 (a) to 4 (e) are cross-sectional views of a portion corresponding to the line AA in FIG. 1, and are views sequentially showing manufacturing steps by a conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 p型シリコン基板 2 n型拡散層領域 3 素子分離用絶縁膜 4 ワード線 5 ビットコンタクト 6 ビット線 7 容量コンタクト 8 下部電極 9 第1層間絶縁膜(酸化膜) 10 第2層間絶縁膜(酸化膜) 11 窒化膜 12 イオン注入 13 酸化膜サイドウォール 14、16 リンドープポリシリコン 15 コアBPSG 16 リンドープシリコンサイドウオール 1 p-type silicon substrate 2 n-type diffusion layer region 3 Insulation film for element isolation 4 word lines 5 bit contact 6 bit line 7 capacity contacts 8 Lower electrode 9 First interlayer insulating film (oxide film) 10 Second interlayer insulating film (oxide film) 11 Nitride film 12 Ion implantation 13 Oxide film sidewall 14, 16 Phosphorus-doped polysilicon 15 core BPSG 16 phosphorus-doped silicon sidewall

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 応力緩和処理を有する半導体装置の製造
方法であって、 半導体装置はDRAMであり、電荷蓄積用下部電極と、
メモリセルトランジスタのn型拡散層領域との間の層間
膜に酸化膜を用い、層間膜上に、ウエットエッチングス
トップ層となる窒化膜が積層された構造を有するもので
あり、 応力緩和処理は、電荷蓄積用下部電極と拡散層領域を接
続するコンタクトを開口後、ウェットエッチングストッ
プ層となる窒化膜に対してイオン注入を行う処理であ
り、 前記イオン注入を行う処理は、開口されたコンタクト下
部の前記n型拡散層領域に対してn型不純物を注入する
処理を兼ねることを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A method of manufacturing a semiconductor device having a stress relaxation treatment, wherein the semiconductor device is a DRAM, and a lower electrode for charge storage,
An oxide film is used as an interlayer film between the memory cell transistor and the n-type diffusion layer region, and a nitride film serving as a wet etching stop layer is laminated on the interlayer film. After opening the contact connecting the lower electrode for charge storage and the diffusion layer region, it is a process of implanting ions into the nitride film which will be the wet etching stop layer. A method of manufacturing a semiconductor device, which also serves as a process of implanting an n-type impurity into the n-type diffusion layer region.
【請求項2】 前記イオン注入を行う処理において、注
入するイオン種は、n型不純物となる元素として、リ
ン、ヒ素、アンチモンのいずれかであることを特徴とす
る請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein in the process of performing the ion implantation, the ion species to be implanted is one of phosphorus, arsenic, and antimony as an element that becomes an n-type impurity. Manufacturing method.
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