JPH04290273A - Manufacture of silicon nitride capacitor - Google Patents

Manufacture of silicon nitride capacitor

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JPH04290273A
JPH04290273A JP3318633A JP31863391A JPH04290273A JP H04290273 A JPH04290273 A JP H04290273A JP 3318633 A JP3318633 A JP 3318633A JP 31863391 A JP31863391 A JP 31863391A JP H04290273 A JPH04290273 A JP H04290273A
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JP
Japan
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layer
silicon nitride
forming
oxide
capacitor
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JP3318633A
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Japanese (ja)
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Neal F Gardner
ニール・エフ・ガードナー
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Silicon Systems Inc
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    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
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    • H01L29/66083Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by variation of the electric current supplied or the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. two-terminal devices
    • H01L29/66181Conductor-insulator-semiconductor capacitors, e.g. trench capacitors
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Abstract

PURPOSE: To provide a method for manufacturing silicon nitride metal-insulator capacitor that can control the thickness of a silicon nitride layer and prevent the under-cut of silicon nitride that may occur during treatment. CONSTITUTION: Pad oxides 13a and 13b are eliminated, regardless of the formation of a semiconductor integrated circuit. That is, before a silicon nitride layer that becomes a capacitor is deposited, the pad oxides are eliminated, and the silicon nitride layer is covered with a half-sacrifice layer of polysilicon for preventing the silicon nitride after deposition from being attacked during a series of treatment processes.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は集積回路の半導体処理の
分野に関し、特に、金属−絶縁体半導体コンデンサを形
成する方法及び装置に関する。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates to the field of integrated circuit semiconductor processing, and more particularly to methods and apparatus for forming metal-insulator semiconductor capacitors.

【0002】0002

【従来の技術】金属−絶縁体半導体コンデンサを製造す
る従来の典型的な方法の1つは、2つの誘電体層を使用
するというものである。この方法によれば、プロセスの
最初の部分で、周知のLOCOS(シリコンの局所酸化
)プロセスのために、窒化シリコン層と関連させてパッ
ド酸化物層を使用する。その後、窒化シリコン層を剥取
り、第2の窒化シリコン層を蒸着する。この第2の窒化
シリコン層は、初めのパッド酸化物層と関連して、金属
−絶縁体半導体コンデンサの絶縁体部分を形成するため
に使用される。この方法の欠点は、ウェハ製造中に酸化
物層と窒化物層の双方が侵蝕を受けるおそれがあるとい
うことである。特定していえば、パッド酸化物は初めの
窒化シリコン層のウェットエッチングの間に侵蝕される
のである。エッチング液の組成を慎重に調整しないと、
パッド酸化物層の望ましくないエッチングが起こること
になる。さらに、第2の窒化シリコン層はプラチナの蒸
着に先立つスパッタエッチングの間に侵蝕されてしまう
BACKGROUND OF THE INVENTION One typical conventional method of manufacturing metal-insulator semiconductor capacitors is to use two dielectric layers. According to this method, a pad oxide layer is used in conjunction with a silicon nitride layer for the well-known LOCOS (local oxidation of silicon) process in the first part of the process. Thereafter, the silicon nitride layer is stripped and a second silicon nitride layer is deposited. This second silicon nitride layer is used in conjunction with the initial pad oxide layer to form the insulator portion of the metal-insulator semiconductor capacitor. A disadvantage of this method is that both the oxide and nitride layers may be subject to erosion during wafer fabrication. Specifically, the pad oxide is attacked during the initial wet etch of the silicon nitride layer. If the composition of the etching solution is not carefully adjusted,
Undesirable etching of the pad oxide layer will occur. Additionally, the second silicon nitride layer is attacked during the sputter etch prior to platinum deposition.

【0003】従来の技術では、窒化シリコンコンデンサ
の一部ではない集積回路の領域からパッド酸化物を除去
する間に、さらに複雑な事態が起こる可能性がある。窒
化シリコン及びシリコンと比べて酸化シリコンの非常に
高い選択性を有する特別なドライエッチングプロセスを
開発しない限り、ドライエッチングは望ましくない。選
択性の低いドライエッチングプロセスはコンデンサとな
る窒化物を侵蝕させることがある。パッド酸化物を除去
するためにウェットエッチングを試みると、ウェットエ
ッチングはコンデンサとなる窒化物にアンダーカットを
形成し、その結果、メタライズ工程の有効範囲の問題を
生じさせる。
[0003] In the prior art, additional complications can occur during the removal of pad oxide from areas of an integrated circuit that are not part of a silicon nitride capacitor. Dry etching is not desirable unless a special dry etching process is developed that has very high selectivity for silicon oxide compared to silicon nitride and silicon. A less selective dry etching process can attack the nitride that forms the capacitor. When a wet etch is attempted to remove the pad oxide, the wet etch creates an undercut in the capacitor nitride, resulting in coverage problems for the metallization process.

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、絶縁体層の侵蝕を受けずに金属−絶縁体半導体コン
デンサを製造する方法を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is therefore an object of the present invention to provide a method for manufacturing metal-insulator semiconductor capacitors without being subject to erosion of the insulator layer.

【0005】本発明の別の目的は、パッド酸化物のウェ
ットエッチング中の絶縁体層のアンダーカット形成によ
って起こりうるメタライズ工程の有効範囲の問題を生じ
させることなく金属−絶縁体半導体コンデンサを製造す
る方法を提供することである。本発明のさらに別の目的
は、絶縁層の厚さの再現性をより向上させて金属−絶縁
体半導体コンデンサを製造する方法を提供することであ
る。
Another object of the present invention is to fabricate metal-insulator semiconductor capacitors without creating metallization process coverage problems that can occur due to undercut formation of the insulator layer during wet etching of the pad oxide. The purpose is to provide a method. Yet another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a metal-insulator semiconductor capacitor with improved reproducibility of the thickness of the insulating layer.

【0006】本発明のさらに別の目的は、金属−絶縁体
半導体コンデンサの製造には関係のない集積回路製造プ
ロセスの他の部分の再編成を必要としないプロセスの改
変を導入する金属−絶縁体半導体コンデンサを製造する
方法を提供することである。
Yet another object of the present invention is to introduce a process modification that does not require reorganization of other parts of the integrated circuit manufacturing process unrelated to the manufacture of metal-insulator semiconductor capacitors. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor capacitor.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】窒化シリコンコンデンサ
を製造する方法を開示する。処理はその一部でパッド酸
化物層をエッチング技術を使用して除去することを要求
する。従来の技術では、このパッド酸化物層の除去はプ
ロセスの影響を受けやすい。
SUMMARY OF THE INVENTION A method of manufacturing a silicon nitride capacitor is disclosed. The process requires removing the pad oxide layer in portions using etching techniques. In conventional techniques, removal of this pad oxide layer is process sensitive.

【0008】本発明はパッド酸化物の除去をプロセスと
は無関係であるように行うことができる。その結果、コ
ンデンサ値の制御性は向上する。本発明においては、コ
ンデンサとなる窒化シリコン層の蒸着に先立ってパッド
酸化物層を除去する。次に、後続する処理工程の間の窒
化シリコンの侵蝕を防止するために、窒化シリコン層を
ポリシリコンの半犠牲層によって被覆する。ポリシリコ
ン層は、さらに、窒化シリコンにより被覆されていない
集積回路の部分にあるパッド酸化物領域をウェットエッ
チングする必要をなくし、それにより、起こりうるメタ
ライズ工程の有効範囲の問題が酸化物のウェットエッチ
ング中に窒化シリコンにアンダーカットを形成するのを
阻止する。
The present invention allows pad oxide removal to be process independent. As a result, the controllability of the capacitor value is improved. In the present invention, the pad oxide layer is removed prior to depositing the silicon nitride layer that will become the capacitor. The silicon nitride layer is then covered with a semi-sacrificial layer of polysilicon to prevent erosion of the silicon nitride during subsequent processing steps. The polysilicon layer further eliminates the need to wet etch pad oxide areas in parts of the integrated circuit not covered by silicon nitride, thereby eliminating possible metallization process coverage problems due to wet etch of the oxide. This prevents the formation of undercuts in the silicon nitride.

【0009】[0009]

【実施例】窒化シリコンコンデンサを形成する方法を説
明する。以下の説明中、本発明をより十分に説明するた
めに、導電型,ドーパントの種類などの特定の事項を数
多く詳細に述べるが、そのような特定の詳細な事項がな
くとも本発明を実施しうることは当業者には明白であろ
う。また、場合によっては、本発明をわかりにくくしな
いように、周知の特徴を詳細に説明しないこともある。
EXAMPLE A method of forming a silicon nitride capacitor will be described. In the following description, numerous specific details are set forth, such as conductivity types, dopant types, etc., in order to more fully describe the invention; however, the invention may be practiced without such specific details. It will be obvious to those skilled in the art that In other instances, well-known features may not be described in detail so as not to obscure the present invention.

【0010】図1は、本発明において利用する初期処理
工程を示すシリコン基板10の横断面図である。本発明
の構造はP型シリコン基板に形成される。以下の説明は
コンデンサと、NPNトランジスタのコレクタの形成を
示す。まず、最初に、P型基板層10にN+ 埋込み層
11を形成する。N+ 埋込み層11は、通常、イオン
注入法を使用して形成され、その際には、ヒ素又はアン
チモンなどの何れかの適切なドーパントを利用すれば良
い。 N+ 埋込み層11は、ベース・コレクタ間抵抗を少な
くする「ウェル」を形成する。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a silicon substrate 10 illustrating the initial processing steps utilized in the present invention. The structure of the present invention is formed on a P-type silicon substrate. The following description shows the formation of a capacitor and collector of an NPN transistor. First, an N+ buried layer 11 is formed in the P-type substrate layer 10. N+ buried layer 11 is typically formed using ion implantation techniques, which may utilize any suitable dopants such as arsenic or antimony. The N+ buried layer 11 forms a "well" that reduces the base-collector resistance.

【0011】本発明では、NPNトランジスタと組み合
わせて形成される窒化シリコンコンデンサを示している
が、これは単なる1例である。本発明は、関連するトラ
ンジスタを伴わない窒化シリコンコンデンサの形成にも
適用できる。N+ 埋込み層11を形成した後、基板全
体の上にN型エピタキシャル層を蒸着する。そのエピタ
キシャル層の上に薄い二酸化シリコン層(約400オン
グストローム)を形成する。この酸化物層を、以下では
、パッド酸化物層という。次に、二酸化シリコン層の上
に窒化シリコン層(約1000オングストローム)を蒸
着する。その後、窒化シリコン層と,二酸化シリコン層
と,エピタキシャル層の一部とをフォトリトグラフィ技
術を利用してパターン通りにエッチングする。次に、熱
酸化プロセスにより局所化電界酸化物13(LOCOS
)を形成する。この電界酸化物は、窒化シリコンによっ
て被覆されていない領域にのみ形成される。パッド酸化
物領域16A及び16Bは、この熱酸化中にストレスに
よって起こる欠陥の形成を阻止する。通常、12Aの周
囲にある領域はコンデンサを使用するために使用され、
12Bの周囲の領域はコンデンサの半導体電極に対する
接点を形成するために使用される。2度目のLOCOS
酸化を実施すると、それぞれのデバイスに対して接点を
形成すべき場所にのみ窒化物の領域が残る。窒化シリコ
ン層14A及び14Bは2度目のLOCOSの間にその
まま残される。電界酸化物の表面にフォトレジスト層1
5を形成し、それにパターンを形成し、エピタキシャル
層12A及び12Bの露出領域にN+ リン層16A及
び16Bを注入する。N+ 層は窒化物層及びパッド酸
化物層を通して注入され、N+ コンデンサ及びNPN
トランジスタのコレクタを形成するために使用される。
Although the present invention shows a silicon nitride capacitor formed in combination with an NPN transistor, this is just one example. The present invention is also applicable to forming silicon nitride capacitors without associated transistors. After forming the N+ buried layer 11, an N-type epitaxial layer is deposited over the entire substrate. A thin silicon dioxide layer (approximately 400 angstroms) is formed over the epitaxial layer. This oxide layer is hereinafter referred to as a pad oxide layer. A silicon nitride layer (approximately 1000 angstroms) is then deposited over the silicon dioxide layer. Thereafter, the silicon nitride layer, the silicon dioxide layer, and a portion of the epitaxial layer are etched according to the pattern using photolithography. Next, the localized field oxide 13 (LOCOS) is formed by a thermal oxidation process.
) to form. This field oxide is formed only in areas not covered by silicon nitride. Pad oxide regions 16A and 16B prevent the formation of stress-induced defects during this thermal oxidation. Usually the area around 12A is used to use capacitors,
The area around 12B is used to form a contact to the semiconductor electrode of the capacitor. Second LOCOS
Oxidation leaves regions of nitride only where contacts are to be made to the respective device. Silicon nitride layers 14A and 14B are left in place during the second LOCOS. Photoresist layer 1 on the surface of the field oxide
5, pattern it, and implant N+ phosphorus layers 16A and 16B into the exposed regions of epitaxial layers 12A and 12B. The N+ layer is implanted through the nitride layer and pad oxide layer, forming the N+ capacitor and NPN
Used to form the collector of a transistor.

【0012】図2は、窒化シリコンコンデンサを形成す
るために使用される後続する従来の処理工程の影響を示
す。フォトレジスト層15を除去する。次に、注入した
リン領域16A及び16Bをエピタキシャル層12A及
び12Bの中に拡散させて、深いN+ 領域17A及び
17Bを形成するように、拡散プロセスを実施する。領
域17Aはコンデンサの底面電極であり、領域17Bの
表面は、最終的には、この電極を表面メタライズ層に電
気的に接続する接点となる。17Bに類似する領域もN
PNトランジスタに対するコレクタとして機能する。
FIG. 2 illustrates the effects of subsequent conventional processing steps used to form silicon nitride capacitors. Photoresist layer 15 is removed. A diffusion process is then performed to diffuse the implanted phosphorus regions 16A and 16B into the epitaxial layers 12A and 12B to form deep N+ regions 17A and 17B. Region 17A is the bottom electrode of the capacitor, and the surface of region 17B ultimately becomes the contact that electrically connects this electrode to the surface metallization layer. Areas similar to 17B are also N
Functions as a collector for the PN transistor.

【0013】次に、窒化シリコン層14A及び14Bを
剥取ると、図3に示すように、N+領域17A及び17
Bの上にパッド酸化物層13A及び13Bが残る。次に
、基板10の表面上に新たな窒化シリコン層18を蒸着
する。その後、この薄い窒化シリコン層がコンデンサの
パッド酸化物領域13Aの上にのみ残るように、窒化シ
リコン層をパターン通りにエッチングする。
Next, when silicon nitride layers 14A and 14B are peeled off, N+ regions 17A and 17 are formed as shown in FIG.
Pad oxide layers 13A and 13B remain on top of B. Next, a new silicon nitride layer 18 is deposited on the surface of substrate 10. The silicon nitride layer is then etched in a pattern such that this thin silicon nitride layer remains only over the capacitor pad oxide region 13A.

【0014】次に、図5に示すように、トランジスタの
N+ 領域17Bからパッド酸化物層13Bを除去する
。 次に図6を参照して説明すると、深いN+ 領域17B
の上に「自己整合」ケイ化プラチナ層19を形成する。 その後、図7に示すように、メタライズ層20A及び2
0Bを形成し、パターン通りに除去する。メタライズ層
20Aは窒化シリコンコンデンサの金属電極であり、メ
タライズ層20BはコンデンサのN+ シリコン電極に
対する接点を形成する。
Next, as shown in FIG. 5, pad oxide layer 13B is removed from transistor N+ region 17B. Next, referring to FIG. 6, the deep N+ region 17B
A "self-aligned" platinum silicide layer 19 is formed thereon. Thereafter, as shown in FIG. 7, metallized layers 20A and 2
0B is formed and removed according to the pattern. Metallization layer 20A is the metal electrode of the silicon nitride capacitor, and metalization layer 20B forms the contact to the N+ silicon electrode of the capacitor.

【0015】金属−絶縁体半導体コンデンサを形成する
従来の方法の欠点は、2つの異なる誘電体層,すなわち
、パッド酸化物層13Aと窒化シリコン層18について
慎重なプロセス制御を実行する必要があることである。 窒化シリコン層14A及び14Bを剥取るときに、パッ
ド酸化物が侵蝕されるおそれがある。ケイ化プラチナ層
19の蒸着前にスパッタエッチング工程を実施すると、
窒化シリコン層18は侵蝕されてしまう。
A disadvantage of conventional methods of forming metal-insulator semiconductor capacitors is that careful process control must be performed on two different dielectric layers: pad oxide layer 13A and silicon nitride layer 18. It is. When stripping silicon nitride layers 14A and 14B, the pad oxide may be eroded. If a sputter etching step is performed before the deposition of the platinum silicide layer 19,
The silicon nitride layer 18 will be eroded.

【0016】金属−絶縁体半導体コンデンサを形成する
従来の方法のもう一つの欠点は、NPNトランジスタの
エミッタ領域及びベース領域(図示せず)からパッド酸
化物を除去しなければならないことから生じる。これは
、通常、薄い窒化シリコン層18を蒸着し、パターン形
成した後、メタライズ層20A及び20Bを蒸着する前
に実施される。このパッド酸化物を除去するためにドラ
イエッチングプロセスを採用する場合、窒化シリコン又
はシリコンのいずれかよりはるかに速く二酸化シリコン
をエッチングする際にドライエッチングプロセスを非常
に高い選択性をもって行われなければならない。窒化シ
リコンに対する選択性はコンデンサに関して薄い窒化シ
リコン層18の侵蝕を阻止するために要求される。シリ
コンに関する高い選択性は、パッド酸化物の除去後のエ
ミッタ接点及びベース接点の過剰な侵蝕を阻止するため
に要求される。実際には、要求される程度の選択性を得
ることは難しい。
Another disadvantage of conventional methods of forming metal-insulator semiconductor capacitors arises from the requirement to remove pad oxide from the emitter and base regions (not shown) of the NPN transistor. This is typically performed after depositing and patterning the thin silicon nitride layer 18 and before depositing the metallization layers 20A and 20B. If a dry etch process is employed to remove this pad oxide, the dry etch process must be performed with very high selectivity in etching silicon dioxide much faster than either silicon nitride or silicon. . Selectivity to silicon nitride is required to prevent erosion of the thin silicon nitride layer 18 for capacitors. High selectivity with respect to silicon is required to prevent excessive erosion of the emitter and base contacts after pad oxide removal. In practice, it is difficult to obtain the required degree of selectivity.

【0017】パッド酸化物をウェットエッチングすれば
、はるかに高い選択性を容易に得ることができる。とこ
ろが、ウェットエッチングは図7の領域21A及び21
Bに見られるような薄い窒化シリコン層のアンダーカッ
ト21を形成させてしまう。このアンダーカットは21
Aのような領域でメタライズ工程での有効範囲の問題を
生じさせる可能性がある。
Much higher selectivity can easily be obtained by wet etching the pad oxide. However, wet etching is performed in areas 21A and 21 in FIG.
This results in the formation of an undercut 21 in the thin silicon nitride layer as seen in FIG. This undercut is 21
Areas like A may cause problems with the effective range in the metallization process.

【0018】本発明の初期処理工程は先に図1に示し、
図1を参照しながら説明した工程とほぼ同様である。そ
こで、図8を参照すると、図8では、コンデンサ及びコ
レクタ接点から窒化シリコン層14A及び14Bがそれ
ぞれ剥取られている。パッド酸化物層13A及び13B
をウェットエッチングにより除去して、図9に示すよう
に下方の注入シリコン接点領域を露出させる。
The initial processing steps of the present invention are shown in FIG.
The process is almost the same as that described with reference to FIG. Referring now to FIG. 8, silicon nitride layers 14A and 14B have been stripped from the capacitor and collector contacts, respectively. Pad oxide layers 13A and 13B
is removed by wet etching to expose the underlying implanted silicon contact area as shown in FIG.

【0019】フォトレジスト15を除去し、注入N+ 
領域16A及び16Bを拡散させて、図10に示すよう
な深いN+ 領域を形成する。その結果得られる深いN
+ 領域17A及び17Bはコンデンサの電極及び/又
はコレクタとして利用される。製造中のこの時点で、バ
イポーラトランジスタのエミッタ領域とベース領域の処
理を開始する。
Remove photoresist 15 and implant N+
Regions 16A and 16B are diffused to form deep N+ regions as shown in FIG. The resulting deep N
+ Regions 17A and 17B are used as capacitor electrodes and/or collectors. At this point during fabrication, processing of the emitter and base regions of the bipolar transistor begins.

【0020】次に、図11を参照して説明すると、ウェ
ハ表面の全ての領域について図8でフォトレジストによ
って被覆されていた領域から窒化シリコンを剥取った後
、新たな窒化シリコン層21をウェハ上に蒸着する。 好ましいプロセスにおいては、パッド酸化物層は既に除
去されてしまっているので、単位面積当たりの指定のキ
ャパシタンスを得るために、本発明の窒化シリコン層2
1は従来の層18より厚い。窒化シリコンの剥取りと再
蒸着が必要であるのは、2つの層が2つの全く異なる機
能を果たすためである。元の窒化シリコン層14A及び
14BはLOCOS酸化におけるマスク層として使用さ
れるので、パッド酸化物の上に蒸着されなければならな
い。第2の窒化シリコン層21はコンデンサにおける誘
電体として使用されるので、N+ シリコン電極のすぐ
上に蒸着される。さらに、図11は、ポリシリコン層2
2(〜500オングストローム)の蒸着によって、この
後の処理の間の窒化シリコン層21の侵蝕を防止するこ
とを示している。
Next, referring to FIG. 11, after stripping off the silicon nitride from all areas of the wafer surface that were covered with the photoresist in FIG. evaporate on top. In the preferred process, since the pad oxide layer has already been removed, the silicon nitride layer 2 of the present invention is removed to obtain the specified capacitance per unit area.
1 is thicker than conventional layer 18. Stripping and redepositing the silicon nitride is necessary because the two layers serve two distinct functions. The original silicon nitride layers 14A and 14B are used as mask layers in the LOCOS oxidation and therefore must be deposited over the pad oxide. A second silicon nitride layer 21 is used as a dielectric in the capacitor, so it is deposited directly above the N+ silicon electrode. Furthermore, FIG. 11 shows that the polysilicon layer 2
2 (~500 angstroms) is shown to prevent erosion of silicon nitride layer 21 during subsequent processing.

【0021】次に、図12によれば、ポリシリコン層2
2と窒化シリコン層21がコンデンサ領域にのみ残るよ
うに、それらの層をパターン通りにドライエッチングに
より除去する。次に、ドライエッチングを実施して、N
PNトランジスタ及び他のデバイス(図示せず)の他の
領域の上にあるパッド酸化物を除去する。ここでは、コ
ンデンサの窒化シリコンのアンダーカットを阻止するた
めに、ドライエッチングを採用する。これは、後続する
処理工程におけるメタライズ工程の有効範囲の問題を起
こらないようにするためのものである。ポリシリコン層
22は、パッド酸化物のドライエッチング中のコンデン
サ窒化物21の侵蝕を防止する。パッド酸化物を除去す
るためにドライエッチングを使用するので、ウェットエ
ッチングに関連して起こるアンダーカットの問題は回避
される。
Next, according to FIG. 12, polysilicon layer 2
The layers 2 and silicon nitride layer 21 are removed by dry etching according to the pattern so that they remain only in the capacitor region. Next, dry etching is performed to
Remove pad oxide overlying other areas of the PN transistor and other devices (not shown). Here, dry etching is used to prevent undercutting of the silicon nitride of the capacitor. This is to avoid problems with the effective range of the metallization step in subsequent processing steps. Polysilicon layer 22 prevents erosion of capacitor nitride 21 during the pad oxide dry etch. Since a dry etch is used to remove the pad oxide, the undercut problems associated with wet etching are avoided.

【0022】次に、ポリシリコン層21にホウ素,リン
又はヒ素などのp型又はn型ドーパントを注入し、熱処
理によりドーパントを活性化して、ポリシリコンを導通
させる。このドーパントの所要注入量は、ポリシリコン
層が高い導電率を得て、後に形成されるケイ化プラチナ
に十分にオーム接触するように、十分に多くなければな
らない。次に、コンデンサの上にメタライズ層20A及
び20Bを形成し、それをパターン通りに残す。以上、
窒化シリコンコンデンサを形成する方法を説明した。
Next, a p-type or n-type dopant such as boron, phosphorus, or arsenic is implanted into the polysilicon layer 21, and the dopant is activated by heat treatment to make the polysilicon conductive. The required implantation dose of this dopant must be large enough so that the polysilicon layer has high conductivity and good ohmic contact with the platinum silicide that is subsequently formed. Next, metallization layers 20A and 20B are formed over the capacitor and left in the pattern. that's all,
A method of forming a silicon nitride capacitor has been described.

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

【図1】〜[Figure 1] ~

【図7】窒化シリコンコンデンサを形成する際の従来の
処理工程を示す半導体基板の横断面図。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a semiconductor substrate showing conventional processing steps in forming a silicon nitride capacitor.

【図8】〜[Figure 8] ~

【図12】窒化シリコンコンデンサを形成する際の本発
明の処理工程を示す基板の横断面図。
FIG. 12 is a cross-sectional view of a substrate illustrating the processing steps of the present invention in forming a silicon nitride capacitor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10  シリコン基板 11  N+ 埋込み層 12A,12B  N型エピタキシャル層13A,13
B  パッド酸化物層 14A,14B  窒化シリコン層 15  フォトレジスト層 16A,16B  注入N+ 領域 17A,17B  深いN+ 領域 19B  自己整合ケイ化プラチナ層 20A,20B  メタライズ層 21  窒化シリコン層 22  ポリシリコン層
10 Silicon substrate 11 N+ Buried layers 12A, 12B N-type epitaxial layers 13A, 13
B Pad oxide layer 14A, 14B Silicon nitride layer 15 Photoresist layer 16A, 16B Implanted N+ region 17A, 17B Deep N+ region 19B Self-aligned platinum silicide layer 20A, 20B Metallization layer 21 Silicon nitride layer 22 Polysilicon layer

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  シリコン半導体ウェハ製造プロセスの
一部として窒化シリコンコンデンサを形成する方法であ
って、(a)P型シリコン基板を準備する工程と;(b
)前記シリコン基板の表面に局所化N型埋込み層を形成
する工程と; (c)前記表面を覆うN型EPI層を形成する工程と;
(d)指定の局所化埋込み層領域の上に少なくとも2つ
の開口を有する凹部酸化物LOCOS分離部分を形成す
る工程と; (e)前記指定の局所化埋込み層領域の上の前記凹部酸
化物LOCOS分離部分にある前記2つの開口のそれぞ
れの少なくとも一部を含めて、半導体デバイスに対する
接点を形成すべき場所に窒化物及びパッド酸化物の領域
を有する第2のLOCOS酸化物を形成する工程と;(
f)前記2つの開口の前記窒化シリコン及び前記パッド
酸化物と、前記半導体デバイスに対する前記接点の前記
窒化シリコン及び前記パッド酸化物とを通して、他のデ
バイス接点への注入を阻止するためにフォトマスキング
技術を使用して、Nドーパントを注入する工程と;(g
)前記Nドーパントを注入する経路となっていた前記接
点から残留する窒化シリコンを剥取り、注入されていな
い領域からの窒化シリコンの除去を阻止するために前記
フォトレジストを保持する工程と;(h)前記Nドーパ
ントを注入する経路となっていた接点から残留するパッ
ド酸化物を剥取る工程と;(i)前記フォトレジストを
除去する工程と;(j)注入した前記Nドーパントを前
記EPI層を通して前記N型埋込み層まで拡散させる工
程と;(k)エミッタ領域及びベース領域と、他の半導
体デバイスとを形成する工程と; (l)前記残留する窒化シリコンを剥取って、残留する
窒化シリコンの下方のパッド酸化物を残す工程と;(m
)前記窒化シリコンコンデンサとして窒化シリコンの層
を蒸着する工程と; (n)前記窒化シリコンの上にポリシリコン層又はアモ
ルファスシリコン層を蒸着する工程と;(o)前記ポリ
シリコン層又はアモルファスシリコン層と、前記コンデ
ンサとしての窒化シリコン層とをパターン化し、フォト
リトグラフィ技術を使用してエッチングして、前記酸化
物にある前記2つの開口の一方に窒化シリコンを残し、
前記酸化物にある他方の開口からは前記窒化シリコンを
剥取る工程と; (p)コンデンサの制御性に影響を及ぼすことなく又は
コンデンサとしての窒化シリコンにアンダーカットを形
成することなく前記ポリシリコン層又はアモルファスシ
リコン層の一部が除去されるように、ドライエッチング
工程及びスパッタエッチング工程とから構成されること
を特徴とする窒化シリコンコンデンサの製造方法。
1. A method of forming a silicon nitride capacitor as part of a silicon semiconductor wafer manufacturing process, comprising: (a) preparing a P-type silicon substrate; (b)
) forming a localized N-type buried layer on the surface of the silicon substrate; (c) forming an N-type EPI layer covering the surface;
(d) forming a recessed oxide LOCOS isolation portion having at least two openings over the designated localized buried layer region; (e) said recessed oxide LOCOS over the designated localized buried layer region; forming a second LOCOS oxide having regions of nitride and pad oxide where contacts to the semiconductor device are to be formed, including at least a portion of each of the two openings in the isolation portion; (
f) photomasking techniques to prevent implantation into other device contacts through the silicon nitride and pad oxide of the two openings and the silicon nitride and pad oxide of the contact to the semiconductor device; implanting N dopants using; (g
) stripping the remaining silicon nitride from the contact that provided a path for implanting the N dopant and retaining the photoresist to prevent removal of silicon nitride from unimplanted areas; (h (i) removing the photoresist; (j) directing the implanted N dopant through the EPI layer; (k) forming an emitter region, a base region, and other semiconductor devices; (l) peeling off the remaining silicon nitride and removing the remaining silicon nitride. leaving the underlying pad oxide; (m
) depositing a layer of silicon nitride as the silicon nitride capacitor; (n) depositing a polysilicon layer or an amorphous silicon layer on the silicon nitride; (o) depositing the polysilicon layer or the amorphous silicon layer. , patterning and etching the silicon nitride layer as a capacitor using photolithographic techniques to leave silicon nitride in one of the two openings in the oxide;
stripping the silicon nitride from the other opening in the oxide; (p) stripping the polysilicon layer without affecting controllability of the capacitor or forming an undercut in the silicon nitride as a capacitor; Alternatively, a method for manufacturing a silicon nitride capacitor, comprising a dry etching step and a sputter etching step so that a portion of the amorphous silicon layer is removed.
【請求項2】  窒化シリコンコンデンサを形成する方
法であって、共通P型領域又は共通N型領域に至る少な
くとも2つの開口を含む酸化物を表面上に有する部分処
理済みウェハを準備する工程と;前記窒化シリコンコン
デンサとして窒化シリコンの層を蒸着する工程と;前記
窒化シリコンの上にポリシリコン層又はアモルファスシ
リコン層を蒸着する工程と;前記ポリシリコン層又はア
モルファスシリコン層と、前記コンデンサとしての窒化
シリコンとをパターン化し、フォトリトグラフィ技術を
使用してエッチングして、前記酸化物にある前記2つの
開口の一方に窒化シリコンを残し、前記酸化物にある他
の開口からは前記窒化シリコンを剥取る工程と;コンデ
ンサの制御性に影響を及ぼすことなく又はコンデンサと
しての窒化シリコンにアンダーカットを形成することな
く前記ポリシリコン層又はアモルファスシリコン層の一
部が除去されるように、ドライエッチング工程及びスパ
ッタエッチング工程を含む従来通りのシリコン半導体ウ
ェハ製造処理によってウェハ製造プロセスを完了する工
程とから成ることを特徴とする窒化シリコンコンデンサ
の製造方法。
2. A method of forming a silicon nitride capacitor, the method comprising: providing a partially processed wafer having an oxide on its surface that includes at least two openings leading to a common P-type region or a common N-type region; depositing a layer of silicon nitride as the silicon nitride capacitor; depositing a polysilicon layer or an amorphous silicon layer on the silicon nitride; and depositing the polysilicon layer or the amorphous silicon layer and silicon nitride as the capacitor. and etching using photolithographic techniques to leave silicon nitride in one of the two openings in the oxide and stripping the silicon nitride from the other opening in the oxide. a dry etching process and a sputtering process such that a portion of the polysilicon layer or amorphous silicon layer is removed without affecting the controllability of the capacitor or forming an undercut in the silicon nitride as a capacitor; A method for manufacturing a silicon nitride capacitor, comprising the steps of completing a wafer manufacturing process by a conventional silicon semiconductor wafer manufacturing process including an etching process.
【請求項3】  窒化シリコンコンデンサを形成する方
法であって、第1の導電型のシリコン基板に第2の導電
型の第1の埋込み層を設ける工程と;表面全体に前記第
2の導電型のエピタキシャル層を形成する工程と;前記
エピタキシャル層の上に第1の酸化物層を形成する工程
と;前記第1の酸化物層の上に第1の窒化シリコン層を
形成する工程と;前記第1の窒化シリコン層と,前記第
1の酸化物層と,前記エピタキシャル層の一部とに複数
の開口のパターンを形成し、その開口の部分をエッチン
グにより除去する工程と;前記開口に凹部酸化物LOC
OS酸化を形成する工程と;第2のLOCOS酸化を形
成する工程と;前記第1の窒化シリコン層及び前記第1
の酸化物層を通して前記エピタキシャル層の中にドーパ
ントを注入する工程と;前記第1の窒化シリコン層を除
去する工程と;前記第1の酸化物層を除去する工程と;
注入した前記ドーパントを前記エピタキシャル層の中へ
拡散させる工程と;前記エピタキシャル層の上に、前記
第1の窒化シリコン層の厚さより薄い第2の窒化シリコ
ンの層を形成する工程と;前記第2の窒化シリコン層の
上にポリシリコン層を形成する工程と;前記ポリシリコ
ン層及び前記第2の窒化シリコン層をエッチングする工
程と;前記ポリシリコン層としてケイ化プラチナ層を形
成する工程と;前記ケイ化プラチナ層の上に導電層を形
成する工程とから成ることを特徴とする窒化シリコンコ
ンデンサの製造方法。
3. A method of forming a silicon nitride capacitor, comprising: providing a first buried layer of a second conductivity type on a silicon substrate of a first conductivity type; forming a first oxide layer on the epitaxial layer; forming a first silicon nitride layer on the first oxide layer; forming a pattern of a plurality of openings in a first silicon nitride layer, the first oxide layer, and a part of the epitaxial layer, and removing the opening portions by etching; forming a recess in the opening; Oxide LOC
forming an OS oxide; forming a second LOCOS oxide; and forming the first silicon nitride layer and the first LOCOS oxide.
implanting a dopant into the epitaxial layer through the oxide layer; removing the first silicon nitride layer; removing the first oxide layer;
diffusing the implanted dopant into the epitaxial layer; forming a second layer of silicon nitride thinner than the first silicon nitride layer over the epitaxial layer; forming a polysilicon layer on the silicon nitride layer; etching the polysilicon layer and the second silicon nitride layer; forming a platinum silicide layer as the polysilicon layer; A method for manufacturing a silicon nitride capacitor, comprising the step of forming a conductive layer on a platinum silicide layer.
【請求項4】  窒化シリコンコンデンサを形成する方
法であって、P型シリコン基板にn型の第1の埋込み層
を設ける工程と;表面上にイオン注入を使用してn型の
エピタキシャル層を形成する工程と;前記エピタキシャ
ル層の上に第1の酸化物層を形成する工程と;前記第1
の酸化物層の上に第1の窒化シリコン層を形成する工程
と;前記第1の窒化シリコン層と,前記第1の酸化物層
とを通して前記エピタキシャル層の中へn型のドーパン
トを注入する工程と;前記第1の窒化シリコン層を除去
する工程と;前記第1の酸化物層を除去する工程と;注
入した前記ドーパントを前記エピタキシャル層の中へ拡
散させる工程と;前記エピタキシャル層の上に、前記第
1の窒化シリコン層の厚さより薄い第2の窒化シリコン
の層を形成する工程と;前記第2の窒化シリコン層の上
にポリシリコン層を形成する工程と;前記ポリシリコン
層及び前記第2の窒化シリコン層をエッチングする工程
と;前記ポリシリコン層としてケイ化プラチナ層を形成
する工程と;前記ケイ化プラチナ層の上に導電層を形成
する工程とから成ることを特徴とする窒化シリコンコン
デンサの製造方法。
4. A method of forming a silicon nitride capacitor, comprising: providing a first buried layer of n-type in a P-type silicon substrate; forming an epitaxial layer of n-type on the surface using ion implantation; forming a first oxide layer on the epitaxial layer;
forming a first silicon nitride layer over the oxide layer; implanting an n-type dopant into the epitaxial layer through the first silicon nitride layer and the first oxide layer; removing the first silicon nitride layer; removing the first oxide layer; diffusing the implanted dopant into the epitaxial layer; forming a second silicon nitride layer thinner than the first silicon nitride layer; forming a polysilicon layer on the second silicon nitride layer; The method is characterized by comprising the steps of etching the second silicon nitride layer; forming a platinum silicide layer as the polysilicon layer; and forming a conductive layer on the platinum silicide layer. Method of manufacturing silicon nitride capacitors.
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