JPH02177468A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH02177468A
JPH02177468A JP33222788A JP33222788A JPH02177468A JP H02177468 A JPH02177468 A JP H02177468A JP 33222788 A JP33222788 A JP 33222788A JP 33222788 A JP33222788 A JP 33222788A JP H02177468 A JPH02177468 A JP H02177468A
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JP
Japan
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film
cvd film
cvd
oxide film
mask
Prior art date
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Pending
Application number
JP33222788A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Isao Morita
功 森田
Kazuaki Miyata
和明 宮田
Mitsuyoshi Nakamura
充善 中村
Masahiro Hirosue
広末 雅弘
Hajime Arai
新井 肇
Hidenori Arita
有田 英徳
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH02177468A publication Critical patent/JPH02177468A/en
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Abstract

PURPOSE:To reduce bird's breaks in the formation of capacitor elements and simplify the forming process by a method wherein an oxidizable first CVD film and an oxidation-resistant second CVD film are in turn stacked on an oxide film, the second CVD film is patterned, and a field oxide film is formed with it as a mask. CONSTITUTION:When a capable element in a semiconductor device is formed, an oxide film 2 is formed on a semiconductor board 1, and an oxidizable first CVD film 3 which serves as a capacitor electrode and an oxidation-resistant second CVD film 4 are in turn formed on the oxide film 2. Next, the second CVD film 4 is selectively patterned. Using the patterned second CVD film 4 as a mask, the first CVD film 3 and the semiconductor board 1 are subjected to a thermal oxidation process to form a thick filed oxide film 7. Next, the second CVD film 4 used as a mask is removed. After the first CVD film 3 that remained without being oxidized is exposed, impurity ions 8 are implanted on the semiconductor board 1 from above the exposed first CVD film 3.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体装置の製造方法に関し、さらに詳し
くは、特に半導体装置におけるメモリ素子などのキャパ
シタ素子の形成方法の改良に係るものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to an improvement in a method for forming a capacitor element such as a memory element in a semiconductor device.

(従来の技術〕 従来例によるこの種の半導体装置におけるキャパシタ素
子の形成方法の主要な工程を第2図(a)ないしくe)
に示す。
(Prior Art) The main steps of a conventional method for forming a capacitor element in this type of semiconductor device are shown in FIGS. 2(a) to 2(e).
Shown below.

すなわち、この第2図において従来例方法は、まず、p
−型シリコン半導体基板ll上にあって、下敷酸化膜1
2および耐酸化膜としての窒化膜13を順次に形成させ
(第2図(a))、かつ写真製版法によってパターニン
グされたレジスト膜14をマスクに用い、のちにキャパ
シタを形成する部分15に対して、この窒化膜13の一
部を残すように、これを選択的にエツチング除去してパ
ターニングする(同図(b))。
That is, in FIG. 2, the conventional method first
- type silicon semiconductor substrate ll, underlying oxide film 1
2 and a nitride film 13 as an oxidation-resistant film (FIG. 2(a)), and using a resist film 14 patterned by photolithography as a mask, a portion 15 where a capacitor will be formed later is formed. Then, this nitride film 13 is selectively etched away and patterned so that a portion of it remains (FIG. 2(b)).

ついで、前記レジスト膜14を除去してから、今度は、
前記残された窒化fi+3をマスクに用い、いわゆる、
LOCO3酸化法により熱酸化処理することにより、該
当部分に厚いフィールド酸化膜16を形成し、かつ前記
キャパシタ形成部分15での窒化膜13および下敷酸化
膜12を適宜にエツチング除去しておく(同図(C))
Next, after removing the resist film 14,
Using the remaining nitride fi+3 as a mask, the so-called
A thick field oxide film 16 is formed in the corresponding portion by thermal oxidation treatment using the LOCO3 oxidation method, and the nitride film 13 and underlying oxide film 12 in the capacitor forming portion 15 are appropriately etched away (as shown in the figure). (C))
.

さらに、これらの全面を熱酸化処理することにより、誘
電体膜としての薄い酸化膜17を形成した上で、前記半
導体基板11上に、p型不純物2例えば、ボロン18を
イオン注入して高濃度不純物領域19を形成させ(同図
(d))、その後、これらの全面に電極材料としてポリ
シリコン層をCVD法により堆積し、かつこれを選択的
にバターニング除去することで、キャパシタ電極として
のポリシリコン層20を形成させ(同図(e))、この
ようにして所期通りのメモリ素子などのキャパシタ素子
を得るのである。
Furthermore, by thermally oxidizing the entire surface of these, a thin oxide film 17 as a dielectric film is formed, and then a p-type impurity 2, for example, boron 18, is ion-implanted onto the semiconductor substrate 11 to form a high concentration. An impurity region 19 is formed (FIG. 2(d)), and then a polysilicon layer is deposited as an electrode material on the entire surface of the region by CVD, and this is selectively removed by patterning to form a capacitor electrode. A polysilicon layer 20 is formed (FIG. 2(e)), and in this way a desired capacitor element such as a memory element is obtained.

(発明が解決しようとする課題) しかしながら、前記の各工程を経て形成される従来のメ
モリ素子などに通用されるキャパシタ素子においては、
半導体基板11の下敷酸化膜12上にあって、バターニ
ングされた耐酸化膜である窒化+1i13を残した輩け
の一般的な態様で、LOGO5酸化法により熱酸化処理
することにより、該当部分に厚いフィールド酸化膜16
を形成させるようにしているので、このLOGOS酸化
法での欠点として周知のバーズビークによるキャパシタ
面積の目減りが避けられず、特に微細化、高密度集積化
の要求される装置デバイスにとっては、所期通りのギャ
バシタ容量を確保する上で大きな問題となるものであり
、また、その形成工程自体についても、比較的複雑に過
ぎるきらいがあった。
(Problem to be Solved by the Invention) However, in the capacitor element commonly used in conventional memory elements formed through the above-mentioned steps,
In a general manner, the nitride +1i13, which is a patterned oxidation-resistant film, is left on the underlying oxide film 12 of the semiconductor substrate 11, and the corresponding portion is thermally oxidized using the LOGO5 oxidation method. thick field oxide film 16
As a result, the loss of capacitor area due to bird's beak, which is a well-known drawback of this LOGOS oxidation method, is unavoidable, and this is especially difficult for devices that require miniaturization and high density integration. This poses a big problem in securing the gabbacitor capacity, and the formation process itself tends to be relatively too complicated.

この発明は、従来のこのような問題点を解消するために
なされたもので、その目的とするところは、半導体装置
でのキャパシタ素子の形成において、バーズビークを低
減させると共に、併せて、その形成工程を簡略化させる
ようにした。この種の半導体装置の製造方法、こ\では
、半導体装置におけるキャパシタ素子の形成方法を提供
することである。
The present invention was made to solve these conventional problems, and its purpose is to reduce bird's beak in the formation of capacitor elements in semiconductor devices, and also to improve the formation process. I tried to simplify it. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device of this type, in particular a method for forming a capacitor element in a semiconductor device.

(課題を解決するための手段〕 前記目的を達成するために、この発明に係る半導体装置
の製造方法は、半導体装置におけるキャパシタ素子の形
成方法であって、半導体基板−ヒに酸化膜を形成させる
工程と、この酸化股上にキャパシタ電極となる被酸化性
の第1のCVD膜、および耐酸化性の第2のCVD膜を
それぞれ順次に形成する工程と、前記第2のCVD膜を
選択的にバターニングし、このバターニングされた第2
のCVD膜をマスクに用い、前記第1のCVD膜。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is a method for forming a capacitor element in a semiconductor device, the method comprising: forming an oxide film on a semiconductor substrate; a step of sequentially forming an oxidizable first CVD film and an oxidation-resistant second CVD film, each of which will become a capacitor electrode, on the oxidized top; and selectively forming the second CVD film. Buttering and this buttered second
using the CVD film of the first CVD film as a mask.

および半導体基板を熱酸化処理して厚いフィールド酸化
膜を形成する工程と、前記マスクに用いた第2のCVD
膜を除去して、酸化されずに残された第1のCVD膜を
露出させる工程と、この露出された第1のCVDfi上
から半導体基板上に不純物イオンを注入する工程とを、
少なくとも含むことを特徴とするものである。
and a step of thermally oxidizing the semiconductor substrate to form a thick field oxide film, and a second CVD process used for the mask.
a step of removing the film to expose the first CVD film left without being oxidized; and a step of implanting impurity ions onto the semiconductor substrate from above the exposed first CVD film.
It is characterized by comprising at least:

(作   用) すなわち、この発明方法においては、半導体基板の酸化
膜上にあって、キャパシタ電極としての被酸化性の第1
のCVD膜と、耐酸化性の第2のCVD膜とを順次に堆
積させ、かつ第2のCVD膜をバターニングさせて、こ
のバターニングされた第2のCVD膜をマスクに用い、
熱酸化処理して厚いフィールド酸化膜を形成させるよう
にしているので、熱酸化に伴なうバーズビークを抑制で
きて、キャパシタ面積、ひいてはその容量を十分に確保
でき、また、フィールド酸化膜の形成後。
(Function) That is, in the method of this invention, the first oxidizable material on the oxide film of the semiconductor substrate and used as a capacitor electrode is
sequentially depositing a CVD film of
Since a thick field oxide film is formed through thermal oxidation treatment, bird's beak caused by thermal oxidation can be suppressed, and a sufficient capacitor area and thus its capacity can be secured. .

第2のCVD膜を除去するのみで、第1のCVD膜をそ
のま蔦キャパシタ電極として、また、その下の薄い下敷
酸化膜をそのまS誘電体膜として用いることができ、あ
らためてこれらの8膜を形成する必要がなく、工程自体
を簡略化し得るのである。
By simply removing the second CVD film, the first CVD film can be used as it is as a vine capacitor electrode, and the thin underlying oxide film underneath it can be used as it is as an S dielectric film. There is no need to form a film, and the process itself can be simplified.

〔実 施 例〕 以下、この発明に係る半導体装置の製造方法の一実施例
につき、第1図を参照して詳細に説明する。
[Embodiment] Hereinafter, an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described in detail with reference to FIG.

第1図(a)ないしくd)はこの実施例方法を適用した
半導体装置の製造方法、こSでは、半導体装置における
キャパシタ素子の形成方法の主要な工程を順次模式的に
示すそれぞれに断面図である。
FIGS. 1(a) to d) show a method for manufacturing a semiconductor device applying the method of this embodiment. In FIG. It is.

すなわち、この第1図において実施例方法は、まず、p
−型シリコン半導体基板1上にあって、薄い下敷酸化膜
2を形成後、この下敷酸化膜2上にあって、CVD法に
より、キャパシタ電極としての被酸化性の第1のCVD
膜、こ鳥では、ポリシリコン層3と、耐酸化性の第2の
CVD膜、こ鳥では窒化膜4とを順次に堆積させ(第1
図(a))、かつ写真製版法によってバターニングされ
たレジスト膜5をマスクに用い、のちにキャパシタを形
成する部分δに対して、この窒化膜4の一部を残すよう
に、これを選択的にエツチング除去してバターニングす
る(同図(b))。
That is, in this FIG. 1, the method of the embodiment first
After forming a thin underlying oxide film 2 on a - type silicon semiconductor substrate 1, a first oxidizable CVD film as a capacitor electrode is formed on this underlying oxide film 2 by a CVD method.
In this case, a polysilicon layer 3, an oxidation-resistant second CVD film, and a nitride film 4 are sequentially deposited (first
Using the resist film 5 patterned by photolithography as a mask as shown in FIG. It is then removed by etching and buttered (FIG. 2(b)).

ついで、前記レジスト膜5を除去してから、今度は、前
記バターニングにより残された窒化膜4をマスクに用い
、LOGO3酸化法により熱酸化処理して、該当部分に
厚いフィールド酸化膜7を形成するが、このとき、この
バターニングされた電化膜4でマスクされていない部分
のポリシリコン膜3が酸化されるために、よく知られて
いるように、こ\では、バーズビークの拡がりが抑制さ
れることになり、このようにしてバーズビークの短くさ
れた熱酸化処理を行ない得るのである(同(Zl(c)
)。また続いて、前記キャパシタ形成部分6での窒化膜
4を適宜にエツチング除去することによって、この窒化
膜4の下のポリシリコン膜3がそのま工でキャパシタ電
極として露出され、かつまた、その下の薄い下敷酸化膜
2かそのまSで誘電体膜として残されるもので、その後
、これらのFから+Jf記半導体基板!上にp型不純物
9例えば、ボロン8をイオン注入して高濃度不純物領域
9を形成させ(同図(d))、このようにして所明通り
のメモリ素子などのキャパシタを得るのである。
Next, after removing the resist film 5, using the nitride film 4 left by the buttering as a mask, thermal oxidation is performed using the LOGO3 oxidation method to form a thick field oxide film 7 in the corresponding part. However, at this time, the portions of the polysilicon film 3 that are not masked by the patterned electrified film 4 are oxidized, so as is well known, the spread of the bird's beak is suppressed. In this way, it is possible to perform thermal oxidation treatment with a shortened bird's beak (Zl(c)
). Subsequently, by appropriately etching and removing the nitride film 4 in the capacitor forming portion 6, the polysilicon film 3 under the nitride film 4 is exposed as a capacitor electrode, and The thin underlying oxide film 2 or S is left as a dielectric film, and then from these F to +Jf semiconductor substrate! A p-type impurity 9, for example, boron 8, is ion-implanted thereon to form a high concentration impurity region 9 (FIG. 2(d)), and in this way, a capacitor such as a memory element as specified is obtained.

従って、この実施例方法では、半導体基板lの下敷酸化
膜2上にあって、キャパシタ電極としての被酸化性のポ
リシリコン層3と、耐酸化性の窒化膜4とを順次に堆積
させると共に、窒化膜4をバターニングさせ、かつこの
バターニングされた電化膜4をマスクに用い、LOCO
5酸化法により熱酸化処理して厚いフィールド酸化膜7
を形成させるようにしているので、バーズビークを効果
的に抑制できることになり、この結果、キャパシタ面積
の目減りを避けて十分な容量を確保でき、また、フィー
ルド酸化膜7の形成後、窒化膜4を除去するのみで、ポ
リシリコン1Ii3がそのまSでキャパシタ電極として
露出され、かつまた、その下の薄い下敷酸化[2がその
ま1で誘電体膜として残されるために、あらためてこれ
らの冬服を形成する必要がなく、工程自体を簡略化し得
るのである。
Therefore, in this embodiment method, an oxidizable polysilicon layer 3 as a capacitor electrode and an oxidation-resistant nitride film 4 are sequentially deposited on the underlying oxide film 2 of the semiconductor substrate l, and The nitride film 4 is buttered, and the buttered electrified film 4 is used as a mask to perform LOCO
5 A thick field oxide film 7 is formed by thermal oxidation using the oxidation method.
Since the bird's beak can be effectively suppressed, sufficient capacitance can be secured without reducing the capacitor area. By simply removing the polysilicon 1Ii3, the polysilicon 1Ii3 is exposed as it is as a capacitor electrode, and the thin underlayer oxide [2] is left as it is as a dielectric film. There is no need to form the same, and the process itself can be simplified.

なお、前記実施例方法においては、半導体基板としてp
−型シリコン基板、イオン注入される不純物としてボロ
ンをそれぞれに用いる場合について述べたが、キャパシ
タ素子としての機能をもつものであれば、多種のシリコ
ン基板、多種の不純物の組合せであってもよく、同様な
作用、効果が得られる。
In addition, in the method of the embodiment, p is used as the semiconductor substrate.
- type silicon substrate and boron as the ion-implanted impurity have been described, but as long as it functions as a capacitor element, a combination of various types of silicon substrates and various types of impurities may be used. Similar effects and effects can be obtained.

(発明の効果) 以ト詳述したように、この発明方法によれば、半導体装
置におけるキャパシタ素子の形成方法において、半導体
基板の酸化膜上に、キャパシタ電極としての被酸化性の
第1のCVD膜と、耐酸化性の第2のCVD膜とを順次
に堆積させ、かつこの第2のc v D 膜をバターニ
ングし、かつこのバターニングされた第2のCVD膜を
マスクに用いることにより、熱酸化処理して厚いフィー
ルド酸化膜を形成させるようにしているから、と\では
熱処理に伴なうバーズビークの拡がりを効果的に抑制で
きることになって、キャパシタ面積の目減りを良好に避
けて十分なキャパシタ容量を確保できる利点を有し、ま
た、このフィールド酸化膜の形成後、第2のCVD膜を
除去するのみで、第1のCVD1iをそのま1でキャパ
シタ電極として、かつまた、その下の薄い酸化膜をその
ま5で誘電体1漠として用いることができるために、あ
らためてこれらの第1のCVD膜、および酸化膜を形成
する必要がなくて、工程自体の簡略化を図り得るもので
、これらの結果として、微細化、高密度集積比された装
置デバイスを容易に製造し得るなどの優れた特長を有す
るものである。
(Effects of the Invention) As described in detail above, according to the method of the present invention, in the method of forming a capacitor element in a semiconductor device, an oxidizable first CVD film as a capacitor electrode is formed on an oxide film of a semiconductor substrate. By sequentially depositing the film and a second oxidation-resistant CVD film, buttering the second CVD film, and using the buttered second CVD film as a mask. Since a thick field oxide film is formed by thermal oxidation treatment, the expansion of the bird's beak caused by heat treatment can be effectively suppressed, and the reduction in capacitor area can be avoided. It has the advantage that a large capacitor capacity can be secured, and by simply removing the second CVD film after forming this field oxide film, the first CVD film 1i can be used as a capacitor electrode, and can also be used as a capacitor electrode. Since the thin oxide film can be used as it is as a dielectric layer, there is no need to form the first CVD film and the oxide film again, and the process itself can be simplified. As a result, it has excellent features such as being able to easily manufacture devices with miniaturization and high density integration.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)ないしくd)はこの発明方法の一実施例を
通用した半導体装置におけるキャパシタの製造方法の主
要な工程を順次模式的に示すそれぞれに断面図であり、
また、第2図(a)ないしくe)は従来例による同上キ
ャパシタの製造方法の主要な工程を順次模式的に示すそ
れぞれに断面図である。 l・・・・シリコン半導体基板、2・・・・下敷酸化■
q、3・・・・ポリシリコン層(第1のCVD115m
)、4・・・・窒化膜(第2のCVD膜)、5・・・・
レジスト膜、6・・・・キャパシタ形成部分、7・・・
・フィールド酸化膜、8・・・・ボロン(不純物)、9
・・・・高濃度不純物領域。 代理人   大   岩   増  雑纂11 ;ホ゛口〉(浮級吻) 9;高濃度不身U勿件県
FIGS. 1(a) to 1(d) are cross-sectional views each schematically showing the main steps of a method for manufacturing a capacitor in a semiconductor device using an embodiment of the method of the present invention,
Further, FIGS. 2(a) to 2(e) are cross-sectional views sequentially schematically showing the main steps of a conventional method for manufacturing the above-mentioned capacitor. l...Silicon semiconductor substrate, 2...Underlay oxidation■
q, 3...Polysilicon layer (first CVD 115m
), 4... nitride film (second CVD film), 5...
Resist film, 6...Capacitor forming part, 7...
・Field oxide film, 8...Boron (impurity), 9
...High concentration impurity region. Agent Oiwa Masu Miscellaneous 11; Ho゛口〉(Floating proboscis) 9; Highly concentrated Fukin U Mukken Prefecture

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 半導体装置におけるキャパシタ素子の形成方法であつて
、半導体基板上に酸化膜を形成させる工程と、この酸化
膜上にキャパシタ電極となる被酸化性の第1のCVD膜
、および耐酸化性の第2のCVD膜をそれぞれ順次に形
成する工程と、前記第2のCVD膜を選択的にパターニ
ングし、このパターニングされた第2のCVD膜をマス
クに用い、前記第1のCVD膜、および半導体基板を熱
酸化処理して厚いフィールド酸化膜を形成する工程と、
前記マスクに用いた第2のCVD膜を除去して、酸化さ
れずに残された第1のCVD膜を露出させる工程と、こ
の露出された第1のCVD膜上から半導体基板上に不純
物イオンを注入する工程とを、少なくとも含むことを特
徴とする半導体装置の製造方法。
A method for forming a capacitor element in a semiconductor device, the method includes the steps of forming an oxide film on a semiconductor substrate, a first oxidizable CVD film that will become a capacitor electrode, and a second oxidation-resistant CVD film on the oxide film. The second CVD film is selectively patterned, and the patterned second CVD film is used as a mask to form the first CVD film and the semiconductor substrate. forming a thick field oxide film by thermal oxidation;
A step of removing the second CVD film used as the mask to expose the first CVD film left without being oxidized, and introducing impurity ions onto the semiconductor substrate from above the exposed first CVD film. A method for manufacturing a semiconductor device, the method comprising at least the step of injecting.
JP33222788A 1988-12-28 1988-12-28 Manufacture of semiconductor device Pending JPH02177468A (en)

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