JP3447792B2 - Method for manufacturing semiconductor memory - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor memory

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JP3447792B2
JP3447792B2 JP01498994A JP1498994A JP3447792B2 JP 3447792 B2 JP3447792 B2 JP 3447792B2 JP 01498994 A JP01498994 A JP 01498994A JP 1498994 A JP1498994 A JP 1498994A JP 3447792 B2 JP3447792 B2 JP 3447792B2
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conductive
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ヨン・ゴン・ゾン
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エルジイ・セミコン・カンパニイ・リミテッド
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Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体メモリ装置の
造方法に関し、特に多層の積層構造となったストリッジ
ノードを備えたキャパシタの製造方法に関する。
The present invention relates to relates to a manufacturing <br/> method for producing a semiconductor memory equipment, a method of manufacturing a Capacity data in particular with a strike ridge nodes a multilayer laminated structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の発展にしたがって一つの半
導体チップ上に数多くの素子を高い集積度で集積させる
作業が活発に進行している。特に、DRAMのメモリセ
ルにおいて、素子の大きさを最小にするための多様なセ
ル構造が提案された。
2. Description of the Related Art With the development of semiconductor devices, the work of integrating a large number of elements on one semiconductor chip with a high degree of integration is actively underway. In particular, in a DRAM memory cell, various cell structures have been proposed to minimize the size of the device.

【0003】高集積化のために、チップ上において占有
する面積を最小にするという面から、メモリセルは一つ
のトランジスタと一つのキャパシタとから構成するのが
望ましい。このように一つのトランジスタとひとつのキ
ャパシタとから構成されるメモリセルにおいて、信号電
荷はトランジスタ(スイッチングトランジスタ)に連結
されるキャパシタのストリッジノード(storage
node)に貯蔵される。したがって、半導体メモリ
装置の高集積化によってメモリセルの大きさが小さくな
ると、これによりキャパシタの大きさも小さくなるの
で、ストリッジノードに貯蔵できる信号電荷の数も減少
することとなる。したがって、所望する信号を誤動作し
ないで伝達するためには、信号伝達に必要とするキャパ
シタの容量確保のためにメモリセルのキャパシタストリ
ッジノードが、任意の設定された値以上の表面積を有さ
なければならない。したがってメモリセルの大きさが小
さくなり、それによりキャパシタストリッジノードが半
導体基板上の制限されても相対的に大きい表面積を確保
する必要がある。
For high integration, it is desirable that the memory cell is composed of one transistor and one capacitor in order to minimize the area occupied on the chip. As described above, in the memory cell including one transistor and one capacitor, the signal charge is stored in the storage node of the capacitor connected to the transistor (switching transistor).
stored in the node). Therefore, when the size of the memory cell becomes smaller due to the higher integration of the semiconductor memory device, the size of the capacitor becomes smaller, and the number of signal charges that can be stored in the storage node also decreases. Therefore, in order to transmit a desired signal without malfunctioning, the capacitor storage node of the memory cell must have a surface area larger than an arbitrary set value in order to secure the capacitance of the capacitor required for signal transmission. I have to. Therefore, it is necessary to secure a relatively large surface area even if the capacitor storage node is limited on the semiconductor substrate due to the size reduction of the memory cell.

【0004】このように、キャパシタストリッジノード
の表面積を増大させるために提案されたいろいろメモリ
セル構造の中でスタックトキャパシタは、高集積化を画
りながらソフトエラー(soft error)の影響
が小さく受けるという利点を有するキャパシタ構造であ
る。また、スタック構造のキャパシタを備えたメモリセ
ルは大量生産に有利であり工程が容易であるという長所
もある。
As described above, among the various memory cell structures proposed to increase the surface area of the capacitor storage node, the stacked capacitor has a small influence of soft error while achieving high integration. It is a capacitor structure that has the advantage of receiving. In addition, a memory cell having a stack-structured capacitor is advantageous in mass production and has an advantage that the process is easy.

【0005】キャパシタ容量を増大させるためのスタッ
クキャパシタの構造の一つとして、Ema等が「IED
M pp.592−595,1988」に発表したフィ
ン(fin)構造のキャパシタを図1〜7を参照して説
明する。図1に示すように、半導体基板(100)上に
ゲート電極1とソース/ドレーン2とからなるメモリセ
ルトランジスタを形成した後、図2に示すように、前記
メモリセルトランジスタの上部に窒化膜3を塗布し、図
3に示すように、第1酸化膜4,第1ポリシリコン層
5、第2酸化膜6を順次形成した後、前記第2酸化膜
6,第1ポリシリコン層5,第1酸化膜4を選択的にエ
ッチングしてコンタクトホールを形成する。
As one of the structures of stack capacitors for increasing the capacitance of capacitors, Ema et al.
M pp. A capacitor having a fin structure disclosed in "592-595, 1988" will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, after a memory cell transistor including a gate electrode 1 and a source / drain 2 is formed on a semiconductor substrate 100, a nitride film 3 is formed on the memory cell transistor as shown in FIG. And sequentially forming a first oxide film 4, a first polysilicon layer 5 and a second oxide film 6 as shown in FIG. 3, then, the second oxide film 6, the first polysilicon layer 5, the A contact hole is formed by selectively etching the first oxide film 4.

【0006】図4に示すように、前記工程で得た物の全
面にわたって第2ポリシリコン層7を蒸着した後、図5
に示すように、前記第2ポリシリコン層7,第2酸化膜
6,第1ポリシリコン層5を選択的にエッチングするこ
とにより、フィン状のキャパシタストリッジノードを形
成する。図6に示すように、前記第2酸化膜6および第
1酸化膜4を湿式エッチングにより除去した後、図7に
示すように、前記形成されたキャパシタストリッジノー
ドの全表面にキャパシタ誘電体膜8を形成した後、前記
キャパシタ誘電体膜8の全面にキャパシタプレート電極
9を形成することにより、半導体メモリ装置のキャパシ
タを完成する。
As shown in FIG. 4, after depositing a second polysilicon layer 7 over the entire surface of the product obtained in the above process, the process shown in FIG.
As shown in FIG. 5, the fin-shaped capacitor storage node is formed by selectively etching the second polysilicon layer 7, the second oxide film 6, and the first polysilicon layer 5. After removing the second oxide film 6 and the first oxide film 4 by wet etching as shown in FIG. 6, a capacitor dielectric film is formed on the entire surface of the formed capacitor storage node as shown in FIG. 8 is formed, a capacitor plate electrode 9 is formed on the entire surface of the capacitor dielectric film 8 to complete the capacitor of the semiconductor memory device.

【0007】上述したフィン構造のストリッジノードを
備えたキャパシタにおいて、積層されたフィン数が増加
すれば増加するほど各積層膜と連結されてこれらを保持
する中心部のポリシリコン層の機械的な強度が弱くなり
欠陥が発生する虞があった。また積層されたフィン数が
増加すれば増加するほど、メモリセルトランジスタとキ
ャパシタとを連結するためのコンタクトホールの縦横比
(Aspect ratio)が大きくなるので、積層
構造のキャパシタのストリッジノードを構成する最上層
の導電層であるポリシリコンの支持膜の被着性が悪化さ
れる。
In the above-described capacitor having a fin-structured storage node, as the number of stacked fins increases, the mechanical strength of the polysilicon layer in the central portion connected to each stacked film and holding them increases. There is a possibility that the strength becomes weak and defects occur. Also, as the number of stacked fins increases, the aspect ratio of the contact hole for connecting the memory cell transistor and the capacitor increases, so that the storage node of the stacked capacitor is formed. The adherence of the polysilicon support film, which is the uppermost conductive layer, is deteriorated.

【0008】上記問題点を解決するために、H.Got
ou等はメモリセルトランジスタのソース/ドレーンに
接続された電導性ベース層を形成し、その一方の角部か
らフィン形の積層膜を電導性側壁に連結させることによ
り、側壁によって積層膜が支持されるようにした技術を
提案した(米国特許第5,126,810)。
In order to solve the above problems, H.264. Got
ou et al. forms a conductive base layer connected to the source / drain of a memory cell transistor and connects the fin-shaped laminated film to the conductive sidewall from one corner of the conductive base layer, so that the sidewall supports the laminated film. A technique has been proposed (US Pat. No. 5,126,810).

【0009】前記技術を図8〜13を参照して説明す
る。図8に示すように、半導体基板100上に一般のM
OSトランジスタ製造工程により、ゲート電極11とソ
ース/ドレーン領域12とからなるメモリセルトランジ
スタを形成した後、前記メモリセルトランジスタの形成
された基板全面に層間絶縁膜13とエッチング阻止膜1
4およびバッファ層15をCVD法を利用して順次形成
する。前記バッファ層15,エッチング阻止膜14およ
び層間絶縁膜13を選択的にエッチングして前記トラン
ジスタのソース(またはドレーン)領域12が露出され
るようにコンタクトホールを形成した後、その全面にポ
リシリコン層16,18,20と酸化膜17,19,2
1とを交互に多層に積層する。
The above technique will be described with reference to FIGS. As shown in FIG.
After the memory cell transistor including the gate electrode 11 and the source / drain region 12 is formed by the OS transistor manufacturing process, the interlayer insulating film 13 and the etching stop film 1 are formed on the entire surface of the substrate on which the memory cell transistor is formed.
4 and the buffer layer 15 are sequentially formed using the CVD method. The buffer layer 15, the etch stop layer 14 and the interlayer insulating layer 13 are selectively etched to form a contact hole so that the source (or drain) region 12 of the transistor is exposed, and then a polysilicon layer is formed on the entire surface of the contact hole. 16, 18, 20 and oxide films 17, 19, 2
1 and 1 are alternately laminated in multiple layers.

【0010】図9に示すように、前記交互に積層された
多層のポリシリコン層16,18,21と酸化膜17,
19,21を選択的にエッチングして所定のパターンを
形成する。図10に示すように、その全面にポリシリコ
ンを蒸着した後、異方性エッチングを行ってポリシリコ
ン側壁22を形成する。このように形成されたポリシリ
コン側壁22は前記多層の酸化膜17,19,21を介
して積層された多層のポリシリコン層16,18,21
を支持すると共に、電気的な通路の役割をすることとな
る。
As shown in FIG. 9, the multi-layered polysilicon layers 16, 18, 21 and the oxide film 17, which are alternately laminated, are formed.
19 and 21 are selectively etched to form a predetermined pattern. As shown in FIG. 10, after polysilicon is deposited on the entire surface, anisotropic etching is performed to form polysilicon sidewalls 22. The polysilicon side wall 22 formed in this manner has the multi-layered polysilicon layers 16, 18 and 21 laminated via the multi-layered oxide films 17, 19 and 21.
It also serves as an electrical passage while supporting the.

【0011】図11に示すように、前記工程で得た物の
全面にフォトレジスト23を塗布した後、通常の写真エ
ッチング工程によりパターニングして前記形成されたポ
リシリコン側壁22の一側を露出した後、露出された側
のポリシリコン側壁22をエッチングする。図12に示
すように、前記フォトレジストパターンを除去し、前記
バッファ層15を除去した後、湿式エッチングにより前
記多層の酸化膜17,19,21を除去すると、多層の
ポリシリコン層16,18,21とこれを支持するポリ
シリコン側壁22とからなるキャパシタストリッジノー
ドが完成される。
As shown in FIG. 11, a photoresist 23 is applied to the entire surface of the product obtained in the above step and then patterned by a normal photo-etching process to expose one side of the formed polysilicon side wall 22. After that, the exposed polysilicon side wall 22 is etched. As shown in FIG. 12, after removing the photoresist pattern, removing the buffer layer 15, and removing the multilayer oxide films 17, 19 and 21 by wet etching, the multilayer polysilicon layers 16, 18 and A capacitor storage node consisting of 21 and a polysilicon sidewall 22 supporting it is completed.

【0012】図13に示すように、前記キャパシタスト
リッジノードの全表面に、キャパシタ誘電体膜24を形
成した後、誘電体膜24の全面に誘電物質を蒸着し、こ
れをパターニングしてキャパシタプレート電極26を形
成することによりキャパシタを完成する。
As shown in FIG. 13, after forming a capacitor dielectric film 24 on the entire surface of the capacitor storage node, a dielectric material is deposited on the entire surface of the dielectric film 24 and patterned to form a capacitor plate. The capacitor is completed by forming the electrode 26.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来技術は、トランジスタとキャパシタとを連結す
るためのコンタクトホール上の電導性ベース層(ポリシ
リコン層)16の側壁に荷重が集中されるので、やはり
積層構造のストリッジノードの機械的な強度が弱くなる
傾向があり、ポリシリコン側壁を形成するための異方性
エッチング時のエッチング程度を積層膜の上側のものが
エッチングされないように精密に調節しなければならな
い等の、工程上の難点があった。本発明の目的は、積層
構造のキャパシタストリッジノードにおける機械的な強
度と積層構造の最上層である導電層の段差の被着性を向
上させることにある。
However, in such a conventional technique, the load is concentrated on the side wall of the conductive base layer (polysilicon layer) 16 on the contact hole for connecting the transistor and the capacitor. , The mechanical strength of the storage node of the laminated structure also tends to be weak, and the etching degree at the time of anisotropic etching for forming the polysilicon side wall is precisely adjusted so that the upper portion of the laminated film is not etched. There were some difficulties in the process, such as having to adjust. An object of the present invention is to improve mechanical strength in a capacitor storage node having a laminated structure and adhesion of a step of a conductive layer which is the uppermost layer of the laminated structure.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明によれば、半導体基板100と、前記半導
体基板100上に形成されたゲート電極33とソース/
ドレーン領域32とからなるメモリセルトランジスタ、
前記メモリセルトランジスタのソース/ドレーン領域3
2の一定部位を露出するコンタクトホールを備え、前記
メモリセルトランジスタ上に形成された絶縁膜34、前
記コンタクトホールの上方の絶縁膜上に形成された導電
性側壁40と、導電性側壁40の側面に連結され、コン
タクトホール外方に水平に延長形成された多層の導電性
積層膜37と、前記コンタクトホールの内方および前記
導電性側壁に沿って形成されて、前記トランジスタのソ
ース(またはドレーン)に連結された上層導電膜42と
からなるキャパシタストリッジノードを含むことを特徴
とする。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a semiconductor substrate 100, a gate electrode 33 formed on the semiconductor substrate 100, and a source / source electrode.
A memory cell transistor including a drain region 32,
Source / drain region 3 of the memory cell transistor
2, a contact hole exposing a certain portion, an insulating film 34 formed on the memory cell transistor, a conductive side wall 40 formed on the insulating film above the contact hole, and a side surface of the conductive side wall 40. And a multi-layered conductive laminated film 37 that is horizontally extended outside the contact hole and is formed along the inner side and the conductive side wall of the contact hole to form the source (or drain) of the transistor. And a capacitor storage node composed of the upper conductive film 42 connected to.

【0015】上記の目的を達成するための本発明の半導
体メモリ装置の製造方法は、半導体基板100上にゲー
ト電極33とソース/ドレーン領域32とからなるメモ
リセルトランジスタを形成する段階と、前記メモリセル
トランジスタ上方に絶縁膜34を形成する段階と、前記
絶縁膜34上にエッチング阻止膜35を形成する段階
と、前記エッチング阻止膜35上に仮膜と導電層とを交
互に積層して多層構造の積層膜を形成する段階、前記形
成された積層膜を選択的にエッチングして所定の積層膜
パターンを形成する段階、前記積層膜パターンの側面に
導電性側壁40を形成する段階、前記導電性側壁40を
マスクとして前記絶縁膜34を選択的にエッチングし
て、前記メモリセルトランジスタソース(またはドレー
ン)領域を露出する段階、前記形成されたコンタクトホ
ール内面と前記導電性側壁および前記積層構造膜上に上
層導電膜42を形成する段階、前記上層導電膜42およ
び前記積層膜をキャパシタストリッジノードパターンで
パターニングする段階、および前記積層膜の仮膜を除去
する段階、を含む。
A method of manufacturing a semiconductor memory device according to the present invention to achieve the above object comprises the steps of forming a memory cell transistor composed of a gate electrode 33 and a source / drain region 32 on a semiconductor substrate 100, and the memory. A multilayer structure in which an insulating film 34 is formed above the cell transistor, an etching stop film 35 is formed on the insulating film 34, and a temporary film and a conductive layer are alternately stacked on the etching stop film 35. Forming a laminated film, forming a predetermined laminated film pattern by selectively etching the formed laminated film, forming a conductive side wall 40 on a side surface of the laminated film pattern, and forming the conductive film. A step of selectively etching the insulating film 34 using the sidewall 40 as a mask to expose the source (or drain) region of the memory cell transistor. Forming an upper conductive film 42 on the inner surface of the formed contact hole, the conductive sidewall, and the laminated structure film; patterning the upper conductive film 42 and the laminated film with a capacitor storage node pattern; Removing the temporary film of the laminated film.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の半導体メモリ装置を図面に基
づいて詳述する。図21は、本発明の一実施例による半
導体メモリ装置の積層キャパシタ構造を示す。本発明の
一実施例による半導体メモリ装置は、図21に示すよう
に、キャパシタとメモリセルトランジスタとの電気的な
接続のためにメモリセルトランジスタのソース(ドレー
ン)32上に形成されたコンタクトホールを備え、前記
メモリセルトランジスタ上に絶縁膜34を備えるととも
に、前記コンタクトホール上部のエッジ部分の絶縁膜3
4上に導電性側壁40を備えている。さらに、この導電
性側壁40の側面に連結されコンタクトホールの外方に
水平に延長された導電層37と、前記コンタクトホール
の内面および前記導電性側壁40に沿って形成されて前
記トランジスタのソース(またはドレーン)に連結され
る上層導電膜42とを形成し、前記導電性側壁40と導
電層37および上層導電膜42によりストリッジノード
を形成している。前記導電性側壁の側面に連結される導
電層37は、図21に示す実施例において単層で構成し
たが多層で構成してキャパシタ容量を増大することもあ
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A semiconductor memory device of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 21 shows a stacked capacitor structure of a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 21, a semiconductor memory device according to an exemplary embodiment of the present invention includes a contact hole formed on a source (drain) 32 of a memory cell transistor for electrical connection between the capacitor and the memory cell transistor. An insulating film 34 is provided on the memory cell transistor, and the insulating film 3 at the edge portion above the contact hole is provided.
4 is provided with a conductive side wall 40. Further, a conductive layer 37 connected to a side surface of the conductive side wall 40 and extending horizontally outside the contact hole, and a source of the transistor formed along the inner surface of the contact hole and the conductive side wall 40. Alternatively, an upper conductive film 42 connected to the drain) is formed, and the conductive sidewall 40, the conductive layer 37, and the upper conductive film 42 form a storage node. The conductive layer 37 connected to the side surface of the conductive sidewall is formed of a single layer in the embodiment shown in FIG. 21, but may be formed of multiple layers to increase the capacitance of the capacitor.

【0017】このように、本発明の半導体メモリ装置の
キャパシタストリッジノードは、前記導電性側壁40と
上層導電膜42により導電性積層膜を支持するので積層
膜の荷重が集中されるコンタクトホールの周囲のストリ
ッジノード部分の機械的な強度を向上させることができ
る。
As described above, since the capacitor storage node of the semiconductor memory device of the present invention supports the conductive laminated film by the conductive side wall 40 and the upper conductive film 42, the load of the laminated film is concentrated in the contact hole. The mechanical strength of the surrounding storage node portion can be improved.

【0018】ついで図14〜20を参照して本発明の一
実施例による半導体メモリ装置の製造方法を説明する。
まず、図14に示すように、フィールド酸化膜31によ
り活性領域と阻止分離領域とに分離された半導体基板1
00に、一般のMOSトランジスタ製造工程によりゲー
ト電極33およびソース/ドレーン領域32を形成して
トランジスタを完成する。前記トランジスタの形成され
た半導体基板上に第1絶縁膜34、例えば酸化膜を形成
した後、その上にエッチング阻止膜35,第1仮膜(D
isposable film)36、第1導電層3
7、第2仮膜38を順次形成する。
A method of manufacturing a semiconductor memory device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 14, a semiconductor substrate 1 separated into an active region and a blocking isolation region by a field oxide film 31.
00, a gate electrode 33 and a source / drain region 32 are formed by a general MOS transistor manufacturing process to complete the transistor. After forming a first insulating film 34, for example, an oxide film, on the semiconductor substrate having the transistor formed thereon, an etching stopper film 35 and a first temporary film (D
isposable film) 36, first conductive layer 3
7 and the second temporary film 38 are sequentially formed.

【0019】前記エッチング阻止膜35は例えば窒化膜
を低圧化学気相蒸着(LPCVD)法またはプラズマ化
学気相蒸着(PECVD)法により500Å〜1000
Åの厚さで形成し、前記第1仮膜36、第2仮膜38は
例えばポリイミド(Polyimide)等のような有
機性絶縁膜またはSOG(Spin on Glas
s)、シリコン窒化膜などの無機性絶縁膜を利用する。
これは有機性絶縁膜またはSOG(スピンコーティン
グ)法により形成し、無機性絶縁膜は化学気相蒸着(C
VD)法により形成する。前記第1仮膜36、第2仮膜
38は500Å〜1500Åの厚さで形成する。
The etching stop film 35 is, for example, a nitride film formed by a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) method or a plasma chemical vapor deposition (PECVD) method from 500Å to 1000.
The first temporary film 36 and the second temporary film 38 are formed to have a thickness of Å. The first temporary film 36 and the second temporary film 38 are made of an organic insulating film such as polyimide or SOG (Spin on Glass).
s), an inorganic insulating film such as a silicon nitride film is used.
This is formed by an organic insulating film or SOG (spin coating) method, and the inorganic insulating film is formed by chemical vapor deposition (C
VD) method. The first temporary film 36 and the second temporary film 38 are formed to a thickness of 500Å to 1500Å.

【0020】前記第1導電層37は非晶質シリコン膜ま
たはポリシリコン膜等のシリコン膜をSiH4 またはS
26 とPH3にとの混合ガスを利用してLPCVD法
により540℃〜620℃で500〜1500Åの厚さ
で形成する。
As the first conductive layer 37, a silicon film such as an amorphous silicon film or a polysilicon film is formed by SiH 4 or S.
It is formed at a thickness of 500 to 1500Å at 540 ° C. to 620 ° C. by the LPCVD method using a mixed gas of i 2 H 6 and PH 3 .

【0021】本発明の一実施例において前記仮膜36,
38および導電層37の積層構造を単層で形成したが、
前記積層構造は多層で形成することも可能であり、多層
で形成する時はさらに大きいキャパシタ容量が得られ
る。図15に示すように、前記第2仮膜38上にフォト
レジストを塗布した後、通常の写真エッチング工程によ
りパターニングして所定のパターンのフォトレジストパ
ターン39を形成する。このように形成されたフォトレ
ジストパターン39をマスクとして前記第2仮膜38,
第1導電層37,第1仮膜36およびエッチング阻止膜
35を順次エッチングして除去する。この時エッチング
ガスとして、CF4、またはCHF3などのFを含むガス
と、HClまたはCl2 等のClを含むガスを利用し
て、例えばRIEなどの方法によりエッチングする。
In one embodiment of the present invention, the temporary film 36,
38 and the conductive layer 37 are formed as a single layer,
The laminated structure may be formed in multiple layers, and when formed in multiple layers, a larger capacitor capacitance can be obtained. As shown in FIG. 15, a photoresist is coated on the second temporary film 38 and then patterned by a normal photo-etching process to form a photoresist pattern 39 having a predetermined pattern. Using the photoresist pattern 39 formed in this way as a mask, the second temporary film 38,
The first conductive layer 37, the first temporary film 36, and the etching stop film 35 are sequentially etched and removed. At this time, a gas containing F such as CF 4 or CHF 3 and a gas containing Cl such as HCl or Cl 2 are used as etching gas, and etching is performed by a method such as RIE.

【0022】図16に示すように、前記フォトレジスト
パターンを除去した後、その全面に導電性シリコン膜を
LPCVD法により、540℃〜620℃で200〜2
000Åの厚さで形成し、エッチングバックして前記積
層構造膜の側面に導電性側壁40を形成する。
As shown in FIG. 16, after removing the photoresist pattern, a conductive silicon film is formed on the entire surface by LPCVD at 540 ° C. to 620 ° C. for 200 to 2 ° C.
The conductive sidewall 40 is formed on the side surface of the laminated structure film by etching back with a thickness of 000Å.

【0023】図17に示すように、図15において使用
したマスクを利用してフォトレジストパターン41を再
形成し、このフォトレジストパターン41と前記形成さ
れた導電性側壁40をマスクとして前記第1絶縁膜34
である酸化膜を選択的にエッチングして前記トランジス
タのソース(またはドレーン)領域が露出されるように
コンタクトホールを形成する。この時前記積層構造膜の
最上層膜である第2仮膜38がSOGまたはCVD酸化
膜等のような酸化膜系統である場合には前述したように
フォトレジストパターンを形成して、このフォトレジス
トパターンと導電性側壁をマスクとして酸化膜34をエ
ッチングしてコンタクトホールを形成するが、前記第2
仮膜38が有機性絶縁膜である場合にはフォトレジスト
パターンは形成せず、導電性側壁40をマスクとして酸
化膜34をエッチングしてもよい。
As shown in FIG. 17, a photoresist pattern 41 is re-formed using the mask used in FIG. 15, and the photoresist pattern 41 and the formed conductive sidewall 40 are used as a mask for the first insulation. Membrane 34
The oxide film is selectively etched to form a contact hole so that the source (or drain) region of the transistor is exposed. At this time, when the second temporary film 38, which is the uppermost layer film of the laminated structure film, is an oxide film system such as SOG or CVD oxide film, a photoresist pattern is formed as described above and the photoresist is formed. The oxide film 34 is etched using the pattern and the conductive sidewall as a mask to form a contact hole.
When the temporary film 38 is an organic insulating film, the photoresist pattern may not be formed, and the oxide film 34 may be etched by using the conductive sidewall 40 as a mask.

【0024】一方、本発明の他の実施例として、前記仮
膜と導電層が積層されて形成された積層構造物を最上層
が導電層となるように形成することも可能である。この
場合には前記コンタクトホールを形成する際別のフォト
レジストマスクを必要とすることなく、積層構造の最上
層の導電層と、前記導電性側壁をマスクとして前記第1
絶縁膜34を選択的にエッチングしてコンタクトホール
を形成する。図18に示すように、コンタクトホールが
形成されたものの全面に第2導電層42として、導電性
シリコン膜を500Å〜1500Åの厚さで形成して前
記導電性側壁40とメモリセルトランジスタのソース
(またはドレーン)32とを電気的に連結させる。
On the other hand, as another embodiment of the present invention, it is also possible to form a laminated structure in which the temporary film and the conductive layer are laminated so that the uppermost layer is the conductive layer. In this case, there is no need for a separate photoresist mask when forming the contact hole, and the first conductive layer as the uppermost layer of the laminated structure and the conductive sidewall are used as a mask for the first photoresist layer.
The insulating film 34 is selectively etched to form a contact hole. As shown in FIG. 18, as a second conductive layer 42, a conductive silicon film having a thickness of 500Å to 1500Å is formed on the entire surface where the contact hole is formed, and the conductive sidewall 40 and the source of the memory cell transistor ( Or the drain) 32 is electrically connected.

【0025】ついで図19に示すように、所定のキャパ
シタストリッジノードパターン形成用マスクを適用して
パターニング形成したフォトレジストパターン43を利
用して前記第2導電層42,第2仮膜38,第1導電層
37までを選択的にエッチングして第1仮膜36を露出
させる。図20に示すように、前記フォトレジストパタ
ーンを除去した後、前記第1,2仮膜を湿式エッチング
により除去することにより第1導電層37と導電性側壁
40および第2導電層42とからなるキャパシタストリ
ッジノード44を形成する。この時仮膜が酸化膜系統で
ある場合にはHF等のFを含む水溶液を利用し、仮膜が
有機性絶縁膜である場合には現像液(Develope
r)またはハイドラジンハイドレートとポリアミンとの
混合液等を利用した湿式エッチングにより除去する。
Next, as shown in FIG. 19, the second conductive layer 42, the second temporary film 38, and the second temporary film 38 are formed by using the photoresist pattern 43 formed by patterning by applying a predetermined capacitor storage node pattern forming mask. First conductive film 37 is selectively etched to expose first temporary film 36. As shown in FIG. 20, after the photoresist pattern is removed, the first and second provisional films are removed by wet etching to form the first conductive layer 37, the conductive sidewall 40, and the second conductive layer 42. A capacitor storage node 44 is formed. At this time, when the temporary film is an oxide film system, an aqueous solution containing F such as HF is used, and when the temporary film is an organic insulating film, a developing solution (Developepe) is used.
r) or wet etching using a mixed solution of hydrazine hydrate and polyamine or the like.

【0026】上記のように形成された多層構造のキャパ
シタストリッジノードの全表面に、キャパシタ誘電体膜
45、例えばシリコン窒化膜と酸化膜の積層膜を形成し
た後、その全面に導電性シリコン膜をLPCVD法によ
り540℃〜620℃で2000Åの厚さで蒸着してキ
ャパシタプレート電極46を形成することにより半導体
メモリ装置のキャパシタを完成する。
A capacitor dielectric film 45, for example, a laminated film of a silicon nitride film and an oxide film is formed on the entire surface of the multilayer capacitor storage node formed as described above, and then a conductive silicon film is formed on the entire surface. Is deposited at a thickness of 2000Å at 540 ° C. to 620 ° C. by the LPCVD method to form the capacitor plate electrode 46, thereby completing the capacitor of the semiconductor memory device.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
キャパシタストリッジノードの導電性積層膜を導電性側
壁と、この導電性側壁に連結された上層導電膜によって
支持させたので、積層膜の下層に集中されるコンタクト
ホール周囲の導電層の機械的な強度を向上させることが
でき、導電性側壁を介してコンタクトホール縦横比を改
善させて上層導電膜の被着性を向上させる。また、前記
図18のI部分を拡大した断面図(図22)のように、
前記導電性側壁の形成の際エッチングバックが多過ぎ
て、上層仮膜(第2仮膜)と導電性側壁間の誤整列が発
生したにしても上層導電膜42により連結されるので、
工程上の余裕が確保されて、その実施が容易になる。
As described above, according to the present invention,
Since the conductive stacked film of the capacitor storage node is supported by the conductive side wall and the upper conductive film connected to the conductive side wall, the mechanical structure of the conductive layer around the contact hole concentrated in the lower layer of the stacked film is reduced. The strength can be improved, the aspect ratio of the contact hole is improved through the conductive side wall, and the adherence of the upper conductive film is improved. Further, as shown in an enlarged sectional view (FIG. 22) of the portion I of FIG. 18,
Even if misalignment occurs between the upper temporary film (second temporary film) and the conductive sidewall due to too much etching back during the formation of the conductive sidewall, the upper conductive film 42 still connects them.
A process margin is secured, which facilitates implementation.

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

【図1】従来技術による半導体メモリ装置のキャパシタ
製造方法を示す工程図である。
FIG. 1 is a process diagram showing a method of manufacturing a capacitor of a semiconductor memory device according to a conventional technique.

【図2】従来技術による半導体メモリ装置のキャパシタ
製造方法を示す工程図である。
FIG. 2 is a process diagram showing a method of manufacturing a capacitor of a semiconductor memory device according to a conventional technique.

【図3】従来技術による半導体メモリ装置のキャパシタ
製造方法を示す工程図である。
FIG. 3 is a process diagram showing a method of manufacturing a capacitor of a semiconductor memory device according to a conventional technique.

【図4】従来技術による半導体メモリ装置のキャパシタ
製造方法を示す工程図である。
FIG. 4 is a process diagram showing a method of manufacturing a capacitor of a semiconductor memory device according to a conventional technique.

【図5】従来技術による半導体メモリ装置のキャパシタ
製造方法を示す工程図である。
FIG. 5 is a process diagram showing a method of manufacturing a capacitor of a semiconductor memory device according to a conventional technique.

【図6】従来技術による半導体メモリ装置のキャパシタ
製造方法を示す工程図である。
FIG. 6 is a process diagram showing a method of manufacturing a capacitor of a semiconductor memory device according to a conventional technique.

【図7】従来技術による半導体メモリ装置のキャパシタ
製造方法を示す工程図である。
FIG. 7 is a process diagram showing a method of manufacturing a capacitor of a semiconductor memory device according to a conventional technique.

【図8】他の従来技術による製造方法を示す工程図であ
る。
FIG. 8 is a process drawing showing a manufacturing method according to another conventional technique.

【図9】他の従来技術による製造方法を示す工程図であ
る。
FIG. 9 is a process drawing showing a manufacturing method according to another conventional technique.

【図10】他の従来技術による製造方法を示す工程図で
ある。
FIG. 10 is a process drawing showing a manufacturing method according to another conventional technique.

【図11】他の従来技術による製造方法を示す工程図で
ある。
FIG. 11 is a process chart showing a manufacturing method according to another conventional technique.

【図12】他の従来技術による製造方法を示す工程図で
ある。
FIG. 12 is a process drawing showing a manufacturing method according to another conventional technique.

【図13】他の従来技術による製造方法を示す工程図で
ある。
FIG. 13 is a process drawing showing a manufacturing method according to another conventional technique.

【図14】本発明の一実施例によるメモリ装置のキャパ
シタ製造方法を示す工程図である。
FIG. 14 is a process diagram showing a method of manufacturing a capacitor of a memory device according to an embodiment of the present invention.

【図15】本発明の一実施例によるメモリ装置のキャパ
シタ製造方法を示す工程図である。
FIG. 15 is a process diagram showing a method of manufacturing a capacitor of a memory device according to an embodiment of the present invention.

【図16】本発明の一実施例によるメモリ装置のキャパ
シタ製造方法を示す工程図である。
FIG. 16 is a process diagram showing a method of manufacturing a capacitor of a memory device according to an embodiment of the present invention.

【図17】本発明の一実施例によるメモリ装置のキャパ
シタ製造方法を示す工程図である。
FIG. 17 is a process diagram showing a method of manufacturing a capacitor of a memory device according to an embodiment of the present invention.

【図18】本発明の一実施例によるメモリ装置のキャパ
シタ製造方法を示す工程図である。
FIG. 18 is a process diagram showing a method of manufacturing a capacitor of a memory device according to an embodiment of the present invention.

【図19】本発明の一実施例によるメモリ装置のキャパ
シタ製造方法を示す工程図である。
FIG. 19 is a process diagram showing a method of manufacturing a capacitor of a memory device according to an embodiment of the present invention.

【図20】本発明の一実施例によるメモリ装置のキャパ
シタ製造方法を示す工程図である。
FIG. 20 is a process diagram showing a method of manufacturing a capacitor in a memory device according to an embodiment of the present invention.

【図21】本発明の一実施例によるメモリ装置のキャパ
シタの断面構造図である。
FIG. 21 is a cross-sectional view illustrating a capacitor of a memory device according to an exemplary embodiment of the present invention.

【図22】主部分の拡大図である。FIG. 22 is an enlarged view of the main part.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 半導体基板 31 フィールド酸化膜 32 ソース/ドレーン領域 33 ゲート電極 34 絶縁膜 35 エッチング阻止膜 36 第1仮膜 37 第1電導層 38 第2仮膜 39,41,43 フォトレジストパターン 40 導電性側壁 42 上層導電膜 44 キャパシタストリッジノード 45 キャパシタ誘電体膜 46 キャパシタプレート電極 100 semiconductor substrate 31 Field oxide film 32 Source / Drain area 33 Gate electrode 34 Insulating film 35 Etching stop film 36 First temporary film 37 First Conductive Layer 38 Second temporary film 39,41,43 Photoresist pattern 40 conductive sidewall 42 upper conductive film 44 Capacitor storage node 45 Capacitor dielectric film 46 Capacitor plate electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−244377(JP,A) 特開 平4−158569(JP,A) 特開 平5−243491(JP,A) 特開 平5−235292(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/8242 H01L 21/822 H01L 27/04 H01L 27/108 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of front page (56) References JP-A-6-244377 (JP, A) JP-A-4-158569 (JP, A) JP-A-5-243491 (JP, A) JP-A-5- 235292 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/8242 H01L 21/822 H01L 27/04 H01L 27/108

Claims (9)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板(100)上にゲート電極
(33)とソース/ドレーン領域(32)とからなるメ
モリセルトランジスタを形成する段階と、 前記メモリセルトランジスタ上方に酸化膜である絶縁膜
(34)を形成する段階と、 前記絶縁膜(34)上にエッチング阻止膜(35)を形
成する段階と、 前記エッチング阻止膜(35)上に酸化膜系統の無機性
絶縁膜である仮膜と導電層とを交互に積層して多層構造
の積層膜を形成する段階と、 前記形成された積層膜を選択的にエッチングして所定の
積層膜パターンを形成する段階と、 前記積層膜パターンの側面に導電性側壁(40)を形成
する段階と、 前記導電性側壁(40)をマスクとして前記絶縁膜(3
4)を選択的にエッチングして、前記メモリセルトラン
ジスタのソース/ドレーン領域を露出しコンタクトホー
ルを形成する段階と、 前記形成されたコンタクトホール内面と前記導電性側壁
および前記積層膜上に上層導電膜(42)を形成する段
階と、 前記上層導電膜(42)および前記積層膜をキャパシタ
ストリッジノードパターンでパターニングし、キャパシ
タストリッジノードを形成する段階と、 前記積層膜の仮膜を、フッ素を含む水溶液を利用した湿
式エッチングにより除去する段階とを含むことを特徴と
する半導体メモリ装置の製造方法。
1. A step of forming a memory cell transistor including a gate electrode (33) and a source / drain region (32) on a semiconductor substrate (100), and an insulating film (which is an oxide film) above the memory cell transistor. 34), a step of forming an etching stop film (35) on the insulating film (34), and a temporary film that is an oxide-based inorganic insulating film on the etching stop film (35). Forming a laminated film having a multilayer structure by alternately laminating conductive layers; forming a predetermined laminated film pattern by selectively etching the formed laminated film; and a side surface of the laminated film pattern. Forming conductive sidewalls (40) on the insulating film (3) using the conductive sidewalls (40) as a mask.
4) Selectively etching to expose the source / drain regions of the memory cell transistor to form a contact hole; and an upper conductive layer on the inner surface of the formed contact hole, the conductive sidewall, and the laminated film. Forming a film (42); patterning the upper conductive film (42) and the laminated film with a capacitor storage node pattern to form a capacitor storage node; and And a step of removing it by wet etching using an aqueous solution containing.
【請求項2】 前記エッチング阻止膜は、窒化膜で形成
することを特徴とする第項記載の半導体メモリ装置の
製造方法。
Wherein said etch stop layer, a method of manufacturing a semiconductor memory device of claim 1 wherein characterized by forming a nitride layer.
【請求項3】 前記導電層は、非晶質シリコン膜または
電導性ポリシリコンで形成することを特徴とする第
記載の半導体メモリ装置の製造方法。
Wherein the conductive layer, a method of manufacturing a semiconductor memory device of claim 1 wherein characterized by forming an amorphous silicon film or a conductive polysilicon.
【請求項4】 前記導電性側壁は、前記積層膜パターン
が形成された半導体基板の全面に導電膜を形成した後、
これをエッチングバックする工程により形成することを
特徴とする第項記載の半導体メモリ装置の製造方法。
4. The conductive sidewall has a conductive film formed on the entire surface of the semiconductor substrate having the laminated film pattern formed thereon,
The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 1 , wherein the step of etching back this is performed.
【請求項5】 前記コンタクトホールを形成する段階
で、前記導電性側壁と一緒に所定のフォトレジストパタ
ーン(41)をマスクとして前記絶縁膜を選択的にエッ
チングすることを特徴とする第項記載の半導体メモリ
装置の製造方法。
In 5. A step of forming the contact hole, wherein the first term, characterized by selectively etching the insulating film as a mask a predetermined photoresist pattern (41) together with said conductive sidewall Of manufacturing a semiconductor memory device of.
【請求項6】 前記フォトレジストパターンは、前記積
層膜パターンを形成する時のマスクを利用して形成する
ことを特徴とする第項記載の半導体メモリ装置の製造
方法。
6. Before notated O DOO resist pattern manufacturing method of the fifth term semiconductor memory device, wherein the forming by using a mask in forming the laminated film pattern.
【請求項7】 前記仮膜を除去する段階の後に、前記ス
トリッジノードの前記コンタクトホールの内方の外側表
面を除くての表面にキャパシタ誘電体膜(45)を形
成する段階と、前記キャパシタ誘電体膜(45)の全面
にキャパシタプレート電極(46)を形成する段階と、
をさらに含むことを特徴とする第項記載の半導体メモ
リ装置の製造方法。
7. The step of removing the temporary film after the step of removing the temporary film .
Inside surface of the contact hole of the trig node
Forming a capacitor dielectric film (45) on the surface of all the hands, except for the surface, and forming a capacitor plate electrode (46) on the entire surface of the capacitor dielectric film (45),
The method of manufacturing a semiconductor memory device according to claim 1 , further comprising:
【請求項8】 前記仮膜と導電層とを交互に積層して形
成した積層膜の最上層が、仮膜となるように積層工程を
行うことを特徴とする第項記載の半導体メモリ装置の
製造方法。
8. The semiconductor memory device according to claim 1 , wherein the stacking step is performed such that the uppermost layer of the stacked film formed by alternately stacking the temporary film and the conductive layer becomes the temporary film. Manufacturing method.
【請求項9】 前記仮膜と導電層とを交互に積層して形
成した積層膜の最上層が、導電層となるように積層工程
を行うことを特徴とする第項記載の半導体メモリ装置
の製造方法。
9. The semiconductor memory device according to claim 1 , wherein the stacking step is performed so that the uppermost layer of the stacked film formed by alternately stacking the temporary film and the conductive layer becomes the conductive layer. Manufacturing method.
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