JPH04236457A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH04236457A
JPH04236457A JP3004717A JP471791A JPH04236457A JP H04236457 A JPH04236457 A JP H04236457A JP 3004717 A JP3004717 A JP 3004717A JP 471791 A JP471791 A JP 471791A JP H04236457 A JPH04236457 A JP H04236457A
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conductive layer
insulating layer
conductive
semiconductor substrate
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Jun Sakuma
佐久間 遵
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,フィン型のキャパシタ
電極を有するDRAMまたは該DRAMを備えた半導体
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】フィン型のキャパシタ電極を有するDR
AMは, 高密度化にともなって, キャパシタ電極を
構成する導電層が薄膜化される傾向にある。これは, 
高密度化にともなって, キャパシタ電極の配置に割当
られる面積の余裕度が小さくなり, 高精度のパターニ
ングを必要とされるようになったためである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】その結果, フィン型
のキャパシタ電極が撓んでしまい, キャパシタ電極相
互間またはキャパシタ電極と基板間に対向電極等が埋め
込まれ難くなるという問題が生じていた。これを図4を
参照して具体的に説明する。
【0004】すなわち, 同図(a) を参照して, 
シリコンウエハ等から成る半導体基板1上に絶縁層2お
よび3を介して, 例えば絶縁層4, 導電層5, 絶
縁層6を順次堆積し, これらに, 半導体基板1を表
出する開口を形成したのち, 第2の導電層7を堆積す
る。次いで, 導電層7, 絶縁層6および導電層5を
キャパシタ電極の形状にパターニングしたのち, 絶縁
層4および絶縁層6を選択的にエッチングして除去する
。絶縁層3は, このエッチングにおけるストッパーと
して機能する。
【0005】上記のようにして, 同図(b) に示す
ようにフィン型のキャパシタ電極8が形成される。その
のち, キャパシタ電極8の表面に, 薄い誘電体膜を
形成し, 次いで, 導電層7と導電層5間および導電
層5と半導体基板1間のギャップを, 図示しない導電
層(対向電極)で埋め込む。
【0006】しかしながら, 前述のように, 導電層
5および7が薄膜化されると, 図示のように, フィ
ンの周辺が撓んでしまう。その結果, 前記対向電極の
形成工程において, 導電層5と7等の前記ギャップ内
に導電層が埋め込まれ難くなり, 所定の容量が形成さ
れず, 特性不良が生じる。
【0007】上記のような導電層5と7の撓みの発生原
因は未だ明らかではないが,フィン構造の導電層5と7
表面に,  Si3N4やSiO2から成る誘電体膜を
形成する際に, 熱的ストレスが生じるためと考えられ
ている。いずれにしても, 薄膜化されたことによって
, 導電層5と7が, 外部応力に抗しきれなくなるた
めである。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記従来の問題点は, 
フィン型のキャパシタ電極を有するDRAMを備えた半
導体装置の製造において, 半導体基板表面に第1の絶
縁層と第1の導電層と第2の絶縁層を順次堆積し, 該
第2の絶縁層と第1の導電層と第1の絶縁層通して前記
半導体基板表面を表出する開口を形成し, 該開口が設
けられた該第2の絶縁層上における延在部と該開口内に
表出する該第1の導電層および該半導体基板表面に接触
する側壁部とを有する第2の導電層を形成し, 少なく
とも該第2の導電層と該第2の絶縁層と該第1の導電層
を順次選択的にエッチングして該開口を包含する所定領
域に該第1および第2の導電層から成るキャパシタ電極
パターンを形成し, 該キャパシタ電極パターンから表
出する前記第1の絶縁層を除去し,さらに,該第1およ
び第2の導電層間に表出する該第1の絶縁層および該第
1の導電層と該半導体基板表面間に表出する該第2の絶
縁層を前記側壁部に接する部分および該側壁部近傍にお
ける前記延在部に接する部分のみを残して除去して該第
1および第2の導電層から成る前記フィン型のキャパシ
タ電極を形成し, 該キャパシタ電極を構成する該第1
および第2の導電層の全表面に誘電体層を形成したのち
該第1の導電層と第2の導電層との間および該第1の導
電層と半導体基板表面との間を埋め込む第3の導電層か
ら成る対向電極を形成する諸工程を含むことを特徴とす
る本発明に係る半導体装置の製造方法によって解決され
る。
【0009】
【作用】フィン型のキャパシタ電極を構成する導電層間
および該導電層と半導体基板表面間の絶縁層を除去する
エッチングにおいて, 図1に示すように, キャパシ
タ電極8のフィン支柱部81およびその近傍のフィン部
82に該絶縁層41および61を残留させる。従来, 
このエッチングは, 前記のように絶縁層4および6(
図3参照)が完全に除去されるように,  オーバーエ
ッチングの条件の下で行われていた。本発明のように,
 該絶縁層41および61をフィン支柱部81およびそ
の近傍のフィン部82に選択的に残すことは, 上記エ
ッチング時間を短縮することにより, 容易に達成でき
る。
【0010】導電層5および7は, 絶縁層41および
61により補強され, 前述のような力による撓みを生
じ難くなる。その結果,導電層5と7間および導電層5
と半導体基板1表面間に対向電極(図示省略)が完全に
埋め込まれ, 所要の容量特性が保証される。
【0011】
【実施例】図2および図3は本発明の実施例の工程説明
図であって, 図2(a) に示すように,例えば, 
シリコンウエハから成る半導体基板1表面に, 周知の
LOCOS 法を用いて分離絶縁層10を形成したのち
, 多結晶シリコンを堆積し, これをパターニングし
てワード線11を形成する。ワード線11の一部は, 
分離絶縁層10によって画定された素子領域に形成され
るMOS トランジスタのゲート電極を構成する。
【0012】次いでワード線11を覆う絶縁層12を形
成したのち, 絶縁層12上にビット線13を形成する
。ビット線13は, 絶縁層12に設けられた開口を通
じて半導体基板1のソース領域に接続されている。
【0013】次いで, 半導体基板1上に, 例えば,
 SiO2から成る絶縁層15(厚さ400 Å)とS
i3N4から成る絶縁層16(厚さ400 Å)とSi
O2から成る絶縁層17(厚さ700 Å)と多結晶シ
リコンから成る導電層18(厚さ800 Å)とSiO
2から成る絶縁層19(厚さ700 Å)とを順次堆積
する。これら層の形成は, 周知のCVD(化学気相成
長)法を適宜用いればよい。
【0014】次いで, 図2(b) に示すように, 
半導体基板1のドレイン領域を表出する開口を, 絶縁
層19から絶縁層12までの絶縁層および導電層を通じ
て形成したのち, 半導体基板1上に, 例えば多結晶
シリコンから成る導電層20(厚さ800 Å)を形成
する。上記開口の形成は, 周知のリソグラフ技術を適
宜用いて行えばよい。また, 導電層20の形成は, 
周知のCVD 法を用いて行う。これにより, 前記開
口の内壁には, 導電層20から成る側壁部21が形成
される。導電層20は側壁部21により, 導電層18
および半導体基板1表面と接続される。
【0015】次いで, 図2(c) に示すように, 
周知のリソグラフ技術を用いて, 導電層20と絶縁層
19と導電層18を順次エッチングし, 前記開口を含
む領域にキャパシタ電極パターンを形成する。このエッ
チングにおいて, 絶縁層17までをパターニングして
も差支えない。
【0016】次いで, 図3(d) に示すように, 
等方性のエッチング法により, 導電層20と18間に
残留する絶縁層19および導電層18と半導体基板1間
に存在する絶縁層17の大部分を除去する。このエッチ
ングは, 絶縁層19と17がSiO2から成る場合に
は, 弗酸(HF)溶液を用いるウエットエッチングに
より行うことができ,  Si3N4から成る絶縁層1
6がストッパーとして機能する。
【0017】本発明においては, 側壁部21および側
壁部21近傍における導電層20および18に絶縁層1
9と17が残るように, 上記エッチングを制御する。 絶縁層19および17が前記層厚を有するSiO2から
成る場合, HF溶液を用いるウエットエッチング時間
を, 従来は側壁部21から絶縁層19および17を完
全に除去するために300 秒程度行っていたが, 本
発明においては, この時間を1/3 程度に短縮し,
100秒程度とする。これにより, 側壁部21とその
近傍に絶縁層19および17を選択的に残留させること
ができる。
【0018】次いで, 例えば周知の熱酸化法により,
 図3(e) に示すように, 導電層18および20
の露出表面に厚さ約70Åの誘電体膜30を形成したの
ち, 周知のCVD 法を用いて, 半導体基板1上に
, 例えば多結晶シリコンから成る導電層40(厚さ1
500Å)を堆積する。これにより, 導電層20と1
8間および導電層18と半導体基板1間のギャップに,
 導電層40から成る対向電極が完全に埋め込まる。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば, 上記説明のようにし
て側壁部21等に残留させた絶縁層19および17によ
り, 導電層20および導電層18は, 誘電体膜30
の生成時における熱的ストレスに抗する強度が付与され
, 撓みを生じず, したがって, 所定の容量特性を
有するDRAMの製造歩留りを向上可能とする効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】  本発明の原理説明図
【図2】  本発明の実施例の工程説明図(その1)

図3】  本発明の実施例の工程説明図(その2)
【図
4】  従来の問題点説明図
【符号の説明】
1  半導体基板 2, 3, 4,6,12, 15, 16, 17,
 19, 41, 61  絶縁層5, 7, 18,
 20, 40  導電層8  キャパシタ電極 10  分離絶縁層 11  ワード線 13  ビット線 21  側壁部 30  誘電体膜 81  フィン支柱部 82  フィン部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  フィン型のキャパシタ電極を有するD
    RAMを備えた半導体装置の製造方法であって, 半導
    体基板表面に第1の絶縁層と第1の導電層と第2の絶縁
    層を順次堆積する工程と,該第2の絶縁層と第1の導電
    層と第1の絶縁層通して前記半導体基板表面を表出する
    開口を形成する工程と,該開口が設けられた該第2の絶
    縁層上における延在部と該開口内に表出する該第1の導
    電層および該半導体基板表面に接触する側壁部とを有す
    る第2の導電層を形成する工程と,少なくとも該第2の
    導電層と該第2の絶縁層と該第1の導電層を順次選択的
    にエッチングして該開口を包含する所定領域に該第1お
    よび第2の導電層から成るキャパシタ電極パターンを形
    成する工程と,該キャパシタ電極パターンから表出する
    前記第1の絶縁層を除去し,さらに,該第1および第2
    の導電層間に表出する該第1の絶縁層および該第1の導
    電層と該半導体基板表面間に表出する該第2の絶縁層を
    前記側壁部に接する部分および該側壁部近傍における前
    記延在部に接する部分のみを残して除去して該第1およ
    び第2の導電層から成る前記フィン型のキャパシタ電極
    を形成する工程と,該キャパシタ電極を構成する該第1
    および第2の導電層の全表面に誘電体層を形成したのち
    該第1の導電層と第2の導電層との間および該第1の導
    電層と半導体基板表面との間を埋め込む第3の導電層か
    ら成る対向電極を形成する工程とを含むことを特徴とす
    る半導体装置の製造方法。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0240949A (ja) * 1988-07-30 1990-02-09 Sony Corp メモリ装置
JPH02152274A (ja) * 1988-12-05 1990-06-12 Oki Electric Ind Co Ltd 半導体メモリ装置の製造方法
JPH02246260A (ja) * 1989-03-20 1990-10-02 Fujitsu Ltd 半導体記憶装置の製造方法

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